ALAT PENJEMURAN BIJI KOPI OTOMATIS

MAKALAH TUGAS AKHIR

OTOMATISASI ALAT PENJEMURAN BIJI KOPI 

BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

Oleh

BAYU NOVAL R
E321504XX

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER
JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI
POLITEKNIK NEGERI JEMBER
2018


RINGKASAN

Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi Berbasis Arduino Uno, Bayu Noval R, NIM E321504XX, Tahun 2018, 44 hml., Teknologi Informasi, Politeknik Negeri Jember.
  Kopi adalah suatu jenis tanaman perkebunan yang dibudidayakan dan memiliki nilai ekonomis lumayan tinggi. Indonesia merupakan salah satu negara penghasil kopi yang sangat maju. Namun, seiring melimpahnya hasil produksi kopi di Indonesia tidak diimbangi oleh peralatan yang canggih untuk proses penjemuran biji kopi secara otomatis. Di mana dalam proses penjemuran biji kopi biasanya dilakukan di luar ruangan supaya biji kopi cepat kering. Akibatnya pada saat kondisi tertentu proses penjemuran biji kopi menemui kendala di saat hujan secara tiba-tiba datang. Hal inilah yang sering terjadi sehingga menurunkan  kualitas biji kopi dan menyebabkan kerugian bagi para petani kopi di Indonesia. 
    Dibutuhkan sebuah program Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi yang menggunakan mikrokontroller Arduino uno. Program pada system ini menggunakan input sensor hujan dan sensor cahaya sebagai penggerak atap membuka dan menutup secara otomatis dengan memanfaatkan cahaya matahari dan air hujan. Arduino sendiri digunakan sebagai pengolah data. Sedangkan uotput pada alat ini berupa dispaly LCD 16x2 yang berfungsi menampilkan data dari arduino yang digunakan sebagai penunjuk waktu proses penjemuran biji kopi yang telah ditentukan. Dengan adanya alat ini, diharapkan para petani akan merasa lebih tenang ketika proses penjemuran biji kopi berlangsung. Sehingga tidak perlu merasa gelisah ataupun cemas karena penjemuran biji  kopi tidak akan terkena air hujan. 

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada umumnya petani kopi di Indonesia masih memiliki kendala dalam proses penjemuran biji kopi. Di mana dalam proses penjemuran biji kopi biasanya dilakukan di luar ruangan supaya biji kopi cepat kering. Namun, pada saat kondisi tertentu  proses penjemuran biji kopi menemui kendala di saat hujan secara tiba-tiba datang. Hal inilah yang sering terjadi sehingga menurunkan  kualitas biji kopi dan menyebabkan kerugian bagi para petani kopi di Indonesia. Pemanasan global yang terjadi di Indonesia saat ini menyebabkan perubahan cuaca sangat sulit untuk di prediksi, sehingga sering kali terjadi perubahan cuaca secara mendadak dari panas menjadi hujan yang dapat mengganggu proses penjemuran biji kopi. Untuk mengatasi permasalah tersebut maka dibuat sebuah alat penjemuran biji kopi yaitu Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi Berbasis Arduino Uno (Implementasi Perangkat Lunak).

Bedasarkan permasalahan di atas, maka akan dibuat sebuah alat yaitu Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi Berbasis Arduino Uno. Dengan menggunakan input sensor hujan dan sensor cahaya, atap pada alat ini dapat bergerak membuka dan menutup secara otomatis dengan cahaya matahari dan air hujan. Sedangkan output pada alat ini berupa dispaly LCD 16x2 yang berfungsi menampilkan data dari arduino yang digunakan sebagai penunjuk waktu proses penjemuran biji kopi yang sedang berlangsung. Dengan adanya alat ini, diharapkan para petani akan merasa lebih tenang ketika proses penjemuran biji kopi berlangsung. Sehingga tidak perlu merasa gelisah ataupun cemas karena penjemuran biji  kopi tidak akan terkena air hujan.

1.2 Rumusan Masalah

     Proses pengeringan biji kopi yang terkadang memiliki kendala pada perubahan cuaca secara tiba–tiba dari panas menjadi hujan dapat menyebabkan proses penjemuran biji kopi dapat terganggu, sehingga dari permasalahan tersebut perlu adanya sebuah perancangan program untuk mengendalikan otomatisasi alat penjemuran biji kopi serta mengatur system control otomatis pada atap penjemuran.

1.3 Batasan Masalah

       Mengingat permasalahan yang telah diuraikan sebelumnya dan untuk menghindari timbulnya penyimpangan pembahasan, maka harus dibuat pembatasan masalah. Batasan-batasan masalah tersebut antara lain sebagai berikut:

1. Bahasa pemrograman yang mengendalikan rangkaian alat ini adalah bahasa pemrograman C.

2. Input pada rangkaian sistem alat ini menggunakan sensor cahaya dan sensor hujan. Sedangkan outputnya berupa tampilan pada LCD 16x2.

1.4 Tujuan dan Manfaat

1.4.1 Tujuan

   Tujuan dari penelitian ini adalah membuat sebuah program dengan bahasa pemrograman C yang bisa bekerja secara otomatis pada alat penjemuran biji kopi sehingga dapat dipakai oleh masyarakat dalam melakukan pekerjaan khususnya di bidang pertanian tanpa adanya kecemasan akan perubahan cuaca dari panas menjadi hujan. Dengan adanya alat ini, diharapkan para petani kopi akan lebih maksimal dalam proses penjemuran biji kopi di musim penghujan sehingga dapat diperoleh biji kopi yang berkualitas tinggi.

1.4.2 Manfaat

     Penelitian ini diharapkan mampu memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Program yang ada pada alat ini dipergunakan sebagai pembuka dan penutup atap penjemuran biji kopi.

2. Alat ini dapat dipergunakan untuk proses penjemuran biji kopi secara otomatis.

3. Alat ini dapat membantu kinerja masyarakat khususnya para petani untuk mendapatkan proses penjemuran biji kopi secara maksimal.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

    Pada bab ini akan membahas tentang referensi bahasa pemrogaman pada alat penjemuran biji kopi serta mikrokontroller Arduino UNO

.

2.1 Arduino Uno

Gambar: Board Arduino Uno ATMega328

Arduino merupakan sebuah board minimum system mikrokontroller bersifat open source. Di dalam rangkaian arduino terdapat sebuah mikrokontroller AVR seri ATmega328 yang merupakan produk asli dari Atmel. Kelebihan arduino dibanding board mikrokontroller lain yaitu selain bersifat open source, arduino juga memiliki bahasa pemrogramanya sendiri berupa bahasa pemrograman C. Selain itu, keunggulan lain dari board arduino sudah terdapat loader berupa USB sehingga memudahkan untuk melakukan pemrograman ketika memprogram sebuah mikrokontroller di dalam arduino.

        Arduino terdiri dari 14 pin digital input/output dan 6 pin input analog. Pada 6 pin input analog dapat juga difungsikan untuk output digital jika diperlukan sebagai output digital selain 14 pin yang sudah tersedia. Cara mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Untuk sifat open source pada arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri dalam penggunaannya, karena dengan sifat ini komponen yang digunakan tidak hanya tergantung pada satu merek saja, namun memungkinkan bisa memakai semua komponen yang ada di pasaran dengan bermacam merek.

2.2 Bahasa Pemograman Arduino UNO

        Arduino dapat di program menggunakan perangkat lunak arduino. Selain bersifat open source, arduino juga bersifat development environment untuk menuliskan source code program yang disebut dengan istilah sketch. Dengan memasukkan sebuah program C pada sensor hujan dan sensor cahaya, atap pada alat ini dapat bergerak membuka dan menutup secara otomatis dengan memanfaatkan cahaya matahari dan air hujan. Uotput pada alat ini berupa dispaly LCD 16x2 yang telah di program untuk menampilkan data dari arduino yang digunakan sebagai penunjuk waktu proses penjemuran biji kopi yang sedang berlangsung. Program pada rangkaian ini menggunakan aplikasi Arduino IDE.

BAB 3. METODE KEGIATAN

3.1 Metode Penelitian

     Untuk memperoleh data-data sebagai bahan penyusunan tugas akhir ini, dilakukan pengumpulan data yang akurat dan terpercaya. Metode penelitian yang dilakukan meliputi studi literatur, menganalisa permasalahan, perancangan desain dan system, implementasi sistem, pengujian sistem, evaluasi serta dokumentasi. Berikut merupakan diagram alir penelitian ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

Gambar: Diagram Alir Metode Penelitian

3.2 Menyusun Diagram Blok

       Tahap penyusunan diagram blok program ini bertujuan untuk memudahkan dalam memahami suatu prinsip kerja pada alat otomatisasi ini. Penyusunan diagram blok program ini menjelaskan teantang bagaimana program dapat mengendalikan alat otomatisasi penjemuran biji kopi sehingga dapat bekerja secara maksimal. Berikut diagram blok program ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

 

Gambar: Diagram Blok Program

3.3 Menyusun Flowchart

     Bahasa pemrograman yang digunakan pada perancangan alat ini adalah bahasa pemrograman C. Penyusunan flowchart ini digunakan sebagai alur perancangan program yang nantinya akan ditanamkan pada sensor alat otomatisasi penjemuran biji kopi. Pada Gambar dibawah ini adalah penyusunan flowchart program pada arduino.

Gambar: Flowchart Program Pada Arduino Uno

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembuatan Program Pada Alat

     Pembuatan program pada alat secara keseluruhan meliputi meliputi modul sensor cahaya (LDR), modul sensor hujan (raindrop), modul LCD 16x2, modul RTC, dan motor power window. Berikut ini merupakan program rangkaian pada alat secara keseluruhan.

4.1.1 Program Rangkaian Mikrokontroller ATmega328

      Pada rangkaian mikrokontroller ATmega328 terdapat pin-pin yang dapat dijadikan sebagai input dan output. Secara keseluruhan alat ini terdiri dari input, sistem pengolah data, dan output. Maksudnya, semua data input di program oleh pemrogram utama yaitu arduino yang bertugas sebagai pengendali keseluruhan dari semua data masukan atau inputan. Kemudian akan diolah menjadi data keluaran atau outputan. Rangkaian mikrokontroller ATmega328 dapat di aliri tegangan pengoperassian sebesar 5 volt. Beberapa modul yang digunakan sebagai input dan output, nantinya akan mengendalikan fungsi utama dalam menjalankan alat ini.

       Rangkaian mikrokontroller pada alat ini diuji dengan cara memasukkan program sederhana yang akan mengaktifkan lampu pijar sebagai proses penjemuran biji kopi. Berikut segmen programnya:

Segmen Program 4.1 ON/OFF Lampu Pijar

1)  #define RELAY_ON 0

2)  #define RELAY_OFF 1

3)  #define RELAY_1 7

4)  void setup ()

5)  {

6)  pinMode (RELAY_1, OUTPUT);}

7)  void loop (){

8)  if ()

9)    {digitalWrite(RELAY_1, RELAY_ON);}

10)   else if()

11){digitalWrite(RELAY_1, RELAY_OFF);}

12)}

4.1.2 Program Pada Rangkaian LCD 16x2

       Rangkaian display LCD 16x2 merupakan rangkaian yang terdiri dari 16 karakter dan 2 baris. Pada proyek ini LCD digunakan sebagai penampil jam serta hari untuk memudahkan berapa lama proses penjemuran biji kopi berlangsung. Di dalam rangkaian ini terdapat modul I2C lcd yang berfungsi untuk mengendalikan secara serial LCD 16x2. Arduino sendiri sudah mendukung protocol I2C. Port yang digunakan I2C pada Arduino di rangkaian ini terletak di pin A4 untuk jalur SDA (serial data) dan pin A5 untuk jalur SCL (serial clock). Modul I2C ini memiliki 4 pin dimana 2 pin untuk power sedangkan 2 pin untuk komunikasi I2C. Berikut merupakan segmen program untuk menampilkan jam serta hari pada alat penjemuran biji kopi dapat dilihat dibawah ini: 

Segmen Program 4.10 LCD 16x2

1)  #include <Wire.h>

2)  #include <LiquidCrystal_I2C.h>

3)  LiquidCrystal_I2C lcd(0x27 ,2,1,0,4,5,6,7,3, POSITIVE);

4)  void setup()

5)  {

6)  lcd.begin (16,2);

7)  }

8)  void loop()

9)  {

10)lcd.setCursor(11,1);

11)  lcd.print(CountMin(Count));

12)    lcd.print("Hari");

13)    lcd.setCursor(10,0);

14)    lcd.print(namaHari[now.dayOfTheWeek()]);

15)    lcd.print(" ");

16)    lcd.setCursor(0,1);

17)    printAngka(now.day());

18)    lcd.print("-");

19)    printAngka(now.month());

20)    lcd.print("-");

21)    printAngka(now.year()); 

22)    lcd.setCursor(0,0);

23)    printAngka(now.hour());

24)    lcd.print(":");

25)    printAngka(now.minute());

26)    lcd.print(":");

27)    printAngka(now.second());

28)  }

29)  void printAngka(int digits)

30)  {

31)     if(digits < 10){

32)     lcd.print('0');

33)     lcd.print(digits);

34)     }

35)     else {

36)     lcd.print(digits);

37)     }

38)  }

4.2 Pengujian Alat Penjemuran Biji Kopi

        Pengujian pada alat dilakukan untuk mengetahui apakah pada alat penjemuran biji kopi ini dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan system kerjanya. Di dalam proses penjemuran biji kopi sendiri dibutuhkan beberapa hari penjemuran supaya mendapatkan kualitas biji kopi yang bagus.

    Metode proses penjemuran biji kopi dilakukan menggunakan prinsip kerja buka tutup atap penjemuran kopi dimana dalam proses penjemuran tetap menggunakan pencahayaan matahari yang lebih efisien dan alami. Berikut merupakan proses pengujian alat penjemuran biji kopi.

4.2.1 Pengujian Sensor Cahaya dan Sensor Hujan

        Otomatisasi alat penjemuran biji kopi ini terdapat 2 jenis penggunaan sensor yaitu sensor cahaya (LDR) dan sensor hujan. Pengujian rangkaian ke 2 sensor ini dilakukan untuk mengetahui apakah sensor dapat bekerja dengan baik sesuai dengan system kerjanya. Pengujian ini juga bertujuan untuk melakukan proses penjemuran biji kopi secara otomatis dengan memanfaatkan sinar matahari. Berikut merupakan hasil gambar penggunaan alat penjemuran biji kopi secara otomatis dapat dilihat dibawah ini.

Gambar: Proses Pengeringan Biji Kopi Siang Hari

     Diwaktu siang hari atap penjemuran biji kopi akan terbuka secara otomatis dengan adanya itensitas cahaya matahari dan juga sebagai proses pemanfaatan pengeringan biji kopi itu sendiri. Sedangkan, pada saat cahaya matahari telah terbenam, atap pada penjemuran biji kopi ini akan menutup secara otomatis karena modul sensor LDR tidak mendapatkan itensitas cahaya matahari. Namun, penjemuran biji kopi ini akan tetap berlangsung pada malam hari dengan memanfaatkan cahaya panas yang dipancarkan oleh lampu pijar, sehingga biji kopi tersebut akan lebih cepat kering tanpa harus menunggu waktu yang cukup lama. Berikut merupakan gambar hasil penjemuran biji kopi pada malam hari dapat dilihat dibawah ini.

Gambar: Proses Penjemuran Biji Kopi Malam Hari

      Dan apabila terjadi hujan pada siang hari ataupun malam hari, maka sensor hujan akan secara otomatis mendeteksi adanya air hujan dan atap penjemuran biji kopi akan menutup dengan sendirinya. 

Gambar: Proses Penjemuran Biji Kopi Saat Hujan


BAB 5. KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

         Kesimpulan yang dapat diambil dari pembuatan Proyek Tugas Akhir dengan judul “Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi Berbasis Arduino Uno” adalah sebagai berikut:

1. System otomatisasi alat penjemuran biji kopi menggunakan mikrokontroler Arduino uno sebagai pengolah data atau pemograman utama yang mengendalikan seluruh data masukan atau inputan.

2. Program yang diinputkan ke seluruh rangkaian alat penjemuran biji kopi dengan perintah yang sudah di setting dalam Arduino uno telah berjalan dengan baik sesuai prinsip kerjanya, sehingga program pada alat ini dapat menggerakkan atap penjemuran biji kopi secara otomatis disaat proses penjemuran biji kopi berlangsung.

 Berikut adalah video proses kerja Otomatisasi Alat Penjemuran Biji Kopi: