1368-2284-1-SM.pdf

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Pakuan 1
PERANCANGAN MINIATUR MESIN PENGISIAN AIR OTOMATIS
MENGGUNAKAN ARDUINO NANO BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IOT)
Peggy Candra Hermawan1
Didik Notosudjono2
Waryani3
ABSTRAK
Air adalah suatu kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan seluruh makhluk hidup
didunia. Hampir 75% tubuh manusia terdiri dari air dan tidak seorang pun yang dapat bertahan hidup
dengan jangka 4-5 hari tanpa meminum air. Alat ini merupakan pengembangan dari suatu mesin
kontroler di industri minuman yang mana dapat dikontrol menggunakan suatu PLC ( Programmable
Logic Controllers). Dalam perancangan ini dibuat mesin pengisian air otomatis menggunkan
mikrokontroler yaitu arduino nano sebagai pengendali yang di aplikasikannya pada industri – industri
rumah tangga contohnya pada industri pengisian air isi ulang yang sering ditemui banyak di lingkungan
masyarakat, yang bertujuan untuk membantu industri kecil lebih berkembang dan dapat bersaing di dunia
industri. Proses pengisian air dilakukan secara otomatis dan efisien agar mendapatkan hasil produksi yang
optimal. Dengan jumlah modal yang relatif lebih murah dan mudah cara pemogramannya lebih
sederhana.Pada sistem ini sensor pada alat dapat mengkontrol volume air berdasarkan delay atau jeda
yang telah di-set. Botol yang di isi sebanyak 6 botol dan volume yang diisi berukuran 60ml air yang
dimasukan kedalam botol.
Kata Kunci : Pengisan Air, Otomatis, Arduino, Internet of Things
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air adalah zat cair yang sangat penting
bagi kehidupan seluruh makhluk hidup didunia.
Hampir 75% tubuh manusia terdiri dari air dan
tidak seorang pun yang dapat bertahan hidup
dengan jangka 4-5 hari tanpa meminum air.
Produk minuman botol atau produk lainnya yang
dikemas dalam botol pada industri rumahan
umumnya memerlukan waktu produksi yang
relatif lama yang ditentukan oleh kualitas
sumber daya manusia yang melakukan kegiatan
produksi tersebut. Hal ini dapat berdampak pada
besarnya pengeluaran biaya produksi dan tingkat
efisiensi produksi yang rendah. Solusi untuk
masalah tersebut adalah dengan meminimalisir
sumber daya manusia dengan sebuah alat atau
mesin, proses yang dilakukan pada alat dapat
dikontrol sedemikian rupa agar bergerak seperti
yang diinginkan. Sehingga dapat menghemat
biaya waktu produksi.[1]
“Mesin Pengisian Air Otomatis” adalah
alat yang dapat digunakan untuk mengisi produk
atau bahan – bahan ke dalam sebuah botol.
Umumnya bahan – bahan produk yang
dimasukan ke dalam botol berupa cairan, seperti
: air mineral, kecap, saus, minyak/oil, susu,
madu, sirup dan lain sebagainya. “Mesin
Pengisi Botol Otomatis” mempunyai tingkat
akurasi pengisian yang sangat presisi. Dengan
begitu, proses pengisian produk yang berupa
cairan ke dalam botol akan lebih efektif dan
efisien. Namun pada umumnya mesin pengisi
botol otomatis masih terkoneksi dengan PLC
(Programmable Logic Controller). Berdasarkan
latar belakang masalah tersebut maka penulis
membuat sebuah pengembangan alat yaitu
“Perancangan Miniatur Mesin Pengisian air
Otomatis Menggunakan Arduino Nano Berbasis
Internet of Thinks (IoT) “.
1.2 Maksud dan Tujuan
Perancangan alat ini bertujuan untuk
Memperkenalkan pengembangan konsep
automatic controlling kepada masyarakat
akademis, dan industri rumahan Untuk
membantu dan mempermudah sistem produksi

di rumahan secara optimal secara otomais yang
terintegrasi dengan Internet of Things (IoT).
II DASAR TEORI
2.1 Air
Air adalah sumber daya alam terpenting
dalam kehidupan manusia. Manusia
membutuhkan air di hampir semua kegiatan
sehari-hari seperti mencuci, membersihkan,
mandi, irigasi, dan kebutuhan industri. Namun,
jumlah air bersih berkurang, padahal jumlah
orang di dunia selalu bertambah. Mengingat
kebutuhan air untuk setiap pulau di Indonesia,
khususnya pulau Jawa, pulau Bali, dan pulau
Nusa Tenggara, dapat dianalisis bahwa
persediaan air bersih harus ditingkatkan di
Indonesia Untuk memenuhi kebutuhan
masyarakat akan air bersih secara teratur.[2]
2.2 Teknologi Industri
Teknologi berkontribusi terhadap
perubahan budaya. Teknologi umumnya dibuat
untuk membantu orang melakukan beberapa
kegiatan mudah. Akibatnya, perubahan budaya
biasanya dipicu oleh transformasi teknologi.
Salah satunya teknologi saat ini adalah teknologi
otomasi. Dalam beberapa kasus, orang-orang
kadang-kadang ingin melakukan pekerjaan
mereka untuk ditetapkan secara otomatis
sehingga mereka dapat menghemat energi untuk
melakukan aktivitas lain. Beberapa bahan
otomasi canggih telah didirikan untuk mengatur
beberapa pekerjaan secara otomatis seperti
mikroprosesor arduinoTM, yang memungkinkan
untuk mengontrol listrik sirkuit secara logis. [3]
Pada makanan dan minuman contohnya,
adalah salah satu produk industri yang paling
penting untuk memastikan semua manusia tetap
ada di bumi ini. Dengan menggunakan mesin
otomatis, kualitas dan kuantitas produk dapat
ditingkatkan dan bahkan keuntungan pun dapat
ditingkatkan. Tetapi mesin pengisian otomatis
yang tersedia di pasaran rumit dan sulit
dibersihkan karena pemasangan piston silinder
yang membutuhkan sistem pneumatik untuk
beroperasi. Untuk membuatnya sederhana dan
mudah dibersihkan, sistem pengukuran volume
air baru menggunakan sensor ultrasonik
dikembangkan untuk menggantikan piston
silinder. Tangki tambahan yang disebut tangki
ukur dengan sensor ultrasonik dipasang untuk
mengukur volume air seperti yang diinginkan
sebelum mengisi di dalam botol. Selain itu biaya
sistem baru ini sangat rendah dan dapat
diterapkan oleh perusahaan minuman kecil
untuk meningkatkan produksi dan
keuntungan.[3]
2.3 Mesin Filling Cairan
Mesin filling cairan merupakan salah
satu mesin filling otomatis yang berfungsi untuk
mengisi produk berbentuk cairan ke dalam
kemasan standing pouch, botol atau jerigen,
biasanya proses pengisian produk secara manual
ke dalam kemasan standing pouch, botol, jerigen
membutuhkan waktu yang lama dan
membutuhkan ketelitian yang tinggi agar
volume produk bisa sesuai. Dengan
menggunakan mesin filling cairan proses
pengisian bisa lebih cepat dan mudah, mesin
filling cairan ini juga dapat digunakan untuk
mengisi berbagai produk cairan seperti air
minum, minyak goreng, sabun cair, dan produk
cairan lainnya. Mesin filling cairan sangat
dibutuhkan bagi pelaku usaha seperti usaha
repacking minyak goreng, usaha pengolahan air
minum dalam kemasan, usaha pembuatan sabun
cair dan usaha lainnya yang berhubungan
dengan produk cairan kemasan botol, standing
pouch atau jerigen.[4]
2.3.1 Jenis mesin filling cairan
Kegunaan mesin filling cairan yaitu
untuk mengisi cairan kedalam suatu kemasan,
namun ada berbagai jenis mesin filling cairan
yang digunakan untuk mengisi jenis cairan dan
jenis kemasan yang akan di kemas, yaitu: [4]
a. Mesin filling standing pouch
Mesin flling standing pouch merupakan
salah satu mesin filling yang berfungsi
untuk mengisi produk berbentuk cairan
ke dalam kemasan berbentuk standing
pouch.
b. Mesin filling minyak goreng
Mesin filling minyak goreng merupakan
salah satu mesin filling yang berfungsi
untuk mengisi produk berbentuk minyak
goreng ke dalam kemasan berbentuk
botol, standing pouch ataupun jerigen.
c. Mesin filling botol
Mesin filling botol merupakan salah satu
mesin yang berfungsi untuk mengisi
produk berbentuk cairan ke dalam

kemasan botol, dan mesin ini juga dapat
mengisi produk cairan seperti minyak,
madu, kecap dan produk cair lainnya.
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah komputer
kecil (”special purpose computers”) di dalam
satu Integrated Circuit (IC) yang berisi Central
Processing Unit (CPU), memori, timer, saluran
komunikasi serial dan paralel, Port input/output,
Analog to Digital Converter (ADC).
Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan
menjalankan suatu program. Mikrokontroler
berdasarkan arsitekturnya dibagi menjadi 2 yaitu
Complex Instruction Set Computer (CISC) dan
Reduce Instruction Set Computer (RISC). [5]
2.4.1 Mikrokontroler ATmega 328p
ATmega 328p adalah mikrokontroler
keluaran dari atmel yang jmempunyai arsitektur
RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang
dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat
dari pada arsitektur CISC (Completed
Instruction Set Computer), Mikrokontroller ini
memiliki beberapa fitur antara lain: [5]
Gambar 1 Pemetaan Pin ATMega 328p.[5]
2.4.2 Arsitektur mikrokontorler arduino
ATMega 328p
Pada mikrokontroler arduino ATmega
328p yang merupakan mikrokontroler AVR agar
dapat memaksimalkan kinerja, AVR
menggunakan arsitektur Harvard dengan ingatan
dan bus terpisah untuk program dan data.
Untuk arsitekturnya dapat dilihat seperti
pada gambar berikut:[5]
Gambar 2 Arsitektur mikrokontorler
arduino ATMega 328p.[5]
2.5 Software Arduino IDE
Didalam membuat sebuah project
menggunakan mikrokontroler arduino, tentu hal
yang harus dilakukan adalah dengan
memprogram mikrokontroler arduino dengan
perintah-perintah yang sesuai dengan project
yang akan dibuat. Karena mikrokontroler tidak
akan bekerja bila tidak diprogram.
Dalam memprogram mikrokontroler
arduino menggunakan Arduino software IDE
yang ditunjukkan pada gambar berikut :[6]
Gambar 3 Arduino IDE.[6]
2.6 Sensor
Sensor adalah peranti yang ditujukan
untuk mendeteksi suatu kejadian atau perubahan
nilai di sekitar lingkungan peranti tersebut, dan
memberikan tanggapan berupa sautu keluaran.
Keluaran yang diberikan sensor pada umumnya
berupa isyarat listrik. Sensor-sensor yang
digunakan didalam perangkat elektronik pada
dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi 2
kategori, yaitu:[7]
a. Sensor aktif dan sensor pasif

Sensor aktif adalah jenis sensor yang
membutuhkan sumber daya dari eksternal agar
sensor tersebut dapat beroperasi. Sensor aktif
memiliki sifat fisik aktif bervariasi sehubungan
dengan efek eksternal yang diberikannya. Sensor
aktif ini disebut juga dengan sensor pembangkit
otomatis. Sensor pasif adalah jenis sensor yang
dapat menghasilkan sinyal output tanpa
memerlukan pasokan listrik dari eksternal.
Sebagai contoh termokopel yang menghasilkan
nilai tegangan sesuai dengan panas atau suhu
yang diterimanya.[7]
b. Sensor digital dan sensor analog
Sensor digital adalah sensor yang
menghasilkan sinyal keluaran diskrit. Sinyal
diskrit akan non-kontinu dengan waktu dan
dapat direpresentasikan dalam “bit”. Sebuah
sensor digital biasanya terdiri dari sensor, kabel
dan pemancar. Sinyal yang diukur akan diwakili
dalam format digital.[7]
2.6.1 Sensor lingkungan
Sensor lingkungan adalah segala sensor
yang dapat memberikan informasi mengenai
cuaca atau lingkungan disekitar. Contoh dari
sensor lingkungan adalah sensor suhu, sensor
kelembapan udara, pH meter.[7]
2.6.2 Sensor mekanik
Sensor mekanik adalah segala sensor
yang berhubungan dengan pengukuran mekanis
dan alat-alat mekanis. Contoh dari sensor
mekanik adalah sensor flex, timbangan dan
berbagai tombol juga tergolong sebagai sensor
mekanik.[7]
2.6.3 Sensor jarak
Sensor jarak adalah segala sensor yang
berguna untuk mengukur jarak suatu objek atau
mendeteksi halangan di depan suatu objek. [7]
2.7 Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik atau yang dinamakan
sensor sonar adalah sensor yang menggunakan
suara ultrasonik untuk mendeteksi objek yang
ada dihadapannya dan dapat digunakan
menghitung jarak terhadap objek tersebut [7]
Gelombang suara ultrasonik hanya bisa
didengar oleh makhluk tertentu seperti ikan paus
dan kelelawar. Jenis sensor ultrasonik yang
populer digunakan adalah HC-SR04. Sensor ini
terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang
dinamakan transmitter dan penerima ultrasonik
yang disebut sebagai receiver. Sementara
gelombang ultrasonik sendiri adalah gelombang
mekanik yang memiliki ciri-ciri longitudinal
atau gelombang yang memiliki arah getaran
yang sama dengan arah rambatan, dan biasanya
memiliki frekuensi di atas 20 KHz. Bentuk fisik
dari sensor ultasonik HC-SR04 seperti yang
diperlihatkan gambar berikut: [7]
Gambar 4 Sensor Ultrasonik HC-SR04. [7]
2.8 Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah
suatu jenis media tampil yang dibuat
menggunakan kristal cair untuk menghasilkan
gambar yang terlihat pada LCD. LCD dibuat
dengan teknologi Complementary Metal Oxide
Semiconductor (CMOS) logic. LCD memliki 2
bagian yaitu bagian utama yang merupakan
bagian backlight (lampu latar belakang) dan
bagian liquid crystal.LCD hanya merefleksikan
dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya,
hal tersebut membuat LCD membutuhkan
bagian backlight (cahaya latar belakang) untuk
sumber cahaya LCD. Untuk bentuk dari LCD
dapat dilihat seperti pada gambar berikut: [8]
Gambar 5 Liquid Crystal Display (LCD).[8]
2.9 Motor Stepper
Motor stepper adalah perangkat
elektromekanis yang bekerja dengan
mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan
mekanis diskrit. Motor stepper bergerak
berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada
motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor
stepper diperlukan pengendali motor stepper
yang membangkitkan pulsa – pulsa periodik.
Bentuk dari motor stepper seperti yang
diperlihatkan pada gambar berikut:[9]

Gambar 6 Motor Stepper.[9]
2.9.1 Prinsip Kerja Motor Stepper
Pada dasarnya, prinsip kerja stepper
motor ini sama dengan DC Motor,
yaitu pembangkitan medan magnit untuk
memperoleh gaya tarik ataupun gaya
lawan dengan menggunakan catu tegangan DC
pada lilitan/kumparannya.Perbedaanya terletak
pada gaya yang digunakan. Bila DC Motor
menggunakan gaya lawan untuk melawan atau
mendorong fisik kutub magnet yang dihasilkan
maka stepper motor menggunakan gaya tarik
untuk menarik fisik kutub magnet
yang berlawanan sedekat mungkin ke posisi
kutub magnet dihasilkan oleh kumparan.[9]
2.10 Power Supply
Catu daya (Power Supply) adalah
sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber
daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip
mengubah tegangan listrik yang tersedia dari
jaringan distribusi transmisi listrik menuju level
yang diinginkan sehingga berimplikasi pada
pengubahan daya listrik. Berikut ini gambar dari
power supply.[10]
Gambar 7 Power Supply (Adaptor) 12V
3A.[10]
Jika suatu catu daya bekerja dengan
beban maka terdapat keluaran tertentu dan jika
beban tersebut dilepas maka tegangan keluar
akan naik, persentase kenaikan tegangan
dianggap sebagai regulasi dari catu daya
tersebut. Regulasi adalah perbandingan
perbedaan tegangan yang terdapat pada tegangan
beban penuh. Agar tegangan keluaran catu daya
lebih stabil, dapat digunakan suatu komponen IC
yang disebut IC regulator, misalnya IC
Regulator 7812 atau IC Regulator 7805. Hal ini
memungkinkan keluaran DC catu daya dapat
dibentuk sesuai kebutuhan. Gambar
menunjukkan rangkaian catu daya menggunakan
IC regulator. [10]
Gambar 8 Rangkaian Catu Daya 12V/3A.
[10]
2.11 Modul WiFi NodeMCU ESP8266
Modul WiFi NodeMCU adalah
firmware interaktif berbasis LUA Espressif
ESP8266 WiFi SoC.[5] Terdiri dari perangkat
keras berupa System On Chip (SoC) dari
ESP8266 buatan Espressif System, juga
firmware yang digunakan menggunakan bahasa
pemrograman scripting LUA. Secara fungsi
modul ini hampir menyerupai dengan platform
modul arduino, tetapi yang membedakan yaitu
dikhususkan untuk “Connected to Internet“.
NodeMCU ESP8266 yang digunakan yaitu tipe
ESP-12E yang dianggap lebih stabil dari ESP-
12. NodeMCU ditunjukkan seperti pada gambar
berikut:[11]
Gambar 9 NodeMCU. [11]
2.12 Internet Of Things (IOT)
Internet Of Things (IoT) adalah sebuah
konsep/skenario dimana suatu objek yang
memiliki kemampuan untuk mentransfer data
melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi
manusia ke manusia atau manusia ke komputer.

Kata things pada Internet of Things dapat
didefinisikan sebagai subjek misalkan orang,
sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in
sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika
tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT paling erat
hubungannya dengan komunikasi Machine-to-
Machine (M2M) di bidang manufaktur dan
listrik, elektronika, perminyakan, dan gas. [12]
IoT memiliki manfaat didalam
kehidupan sehari-hari dikarenakan dapat
mengontrol sebuah perangkat hanya dengan
menggunakan smartphone menggunakan
jaringan internet. [12]
2.13 Water Pump atau Pompa Air
Water Pump atau pompa air adalah alat
untuk menggerakan air dari tempat bertekanan
rendah ke tempat bertekanan yang lebih tinggi.
Pada darsarnya water pump sama dengan motor
DC pada umumnya, hanya saja sudah di-packing
sedemikian rupa sehingga dapat digunakan di
dalam air. [10] digunakan water pump DC 12
volt untuk menyemprotkan air. Berikut ini
gambar dari water pump 12 volt.[13]
Gambar 10 Water Pump 12V DC. [13]
III. PERANCANGAN ALAT
3.1 Umum
Perancangan alat ini menggunakan
motor stepper sebagai alat untuk memutar pulley
dan timing belt pada dash atau papan yang
diatasnya terdapat botol – botol untuk diisi air
melalui selang yang tersambung pada pompa air.
Pada rangkaian kontrol terdiri dari beberapa
bagian utama yaitu mikrokontroler
ATMega328p, NodeMCU, power supply, sensor
ultrasonik, driver motor A4988, motor DC dan
pompa air. Mikrokontroler ATMega328p
berfungsi sebagai pengatur dan pengendali
masukan dari sensor ultrasonik.
Sensor ultrasonik sebagai masukan ke
mikrokontroler berperan sebagai pembaca
ketinggian air. Dan terdapat motor stepper dan
driver motor A4988 sebagai inputan dari pada
motor stepper dimana motor stepper disini
berkerja sebagai penggerak pulley yang di
sambungkan oleh timing belt untuk memutar
papan yang diatasnya terdapat sebuah botol
kosong yang mana akan diisi air oleh selang
yang telah tersambung pada pompa air. Dan
pada tempat panampungan air terdapat sensor
sebagai pangatur atau pengontrol air apabila di
penampungan air tersebut airnya kurang maka
sensor akan membaca dan NodeMCU yang
bekerja untuk mengkomunikasi pengguna untuk
pengontrolan secara otomatis menggunakan
media smartphone.
Suplai listrik bersumber dari PLN, maka
power supply berperan untuk mengubah
tegangan yang bersumber dari PLN yang berupa
tegangan AC menjadi tegangan DC sesuai
dengan kebutuhan alat. Kemudian listrik yang
sudah dirubah menjadi tegangan DC akan
menghidupkan mikrokontroler ATMega 328p
dan komponen lain yang terhubung dengan
mikrokontoller ATMega 328p. Pada realisasinya
dibutuhkan komponen - komponen pendukung
pada perancangan alat, Perancangan Miniatur
Mesin Pengisi Botol Otomatis Menggunakan
Arduino Nano Berbasis Internet of Thinks (IoT).
Dapat dilihat pada blok diagram gambar berikut
ini:
Gambar 11 Blok Diagram Sistem
Perancangan
3.2 Flow Chart Diagram
Secara garis besar perancangan sistem
pengendalian peralatan listrik ini menggunakan

mikrokontroler sebagai kontrol yang berfungsi
untuk mengatur kinerja dari seluruh komponen
pada sistem yang terpasang. Berikut flow chart
diagram dari Perancangan Miniatur Mesin
Pengisi Botol Otomatis Menggunakan Arduino
Nano Berbasis Internet of Thinks (IoT) pada
gambar di bawah ini :
Gambar 12 Flow Chart Sistem
3.3 Perancangan Rangkaian
Berikut ini adalah perancangan
rangkaian dari Perancangan Miniatur Mesin
Pengisi Botol Otomatis Menggunakan Arduino
Nano Berbasis Internet of Thinks (IoT).
Perancangan rangkaian ini agar dapat
mempermudah dalam melaksanakan
pemrograman dan meminimalis kesalahan-
kesalahan pada rangkaian yang akan dirancang.
Dapat dilihat bahwa setiap sensor dan peralatan
yang digunakan memiliki fungsi tersendiri.
Dapat dilihat gambar 3.3 rangkaian keseluruhan
alat dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 13 Rangkaian Keseluruhan Alat
3.3.1 Perancangan catu daya (power
supply)
Catu daya merupakan salah satu bagian
terpenting dari sistem, karena tanpa adanya catu
daya maka seluruh rangkaian tidak dapat
berjalan dengan semestinya. Pada perancangan
sistem ini membutuhkan output dari catudaya
sebesar 5 Volt, untuk suplai daya
mikrokontroler.
Berikut adalah rangkaian catu daya
(power supply) dapat dilihat pada gambar 3.4:
Gambar 14 Rangkaian Catu Daya (Power
Supply)
3.3.2 Perancangan rangkaian interkoneksi
modul NodeMCU
Pada rangkaian interkoneksi modul
NodeMCU menggunakan mikrokontroler
ATMega 328p dan modul NodeMCU. Modul
NodeMCU ini berfungsi sebagai prangkat
tambahan mikrokontroller agar dapat
interkoneksi dengan internet dengan membuat
koneksi TCP/IP sekaligus sebagai penggubung
dengan mikrokontroller dengan aplikasi BLYNK
yang digunakan untuk alat yang dibuat ini. Port

yang digunakan pada board adalat vcc, ground,
port D2, port D3 dan port D0. Interkoneksi
modul Wi-Fi dapat dilihat pada gambar 3.5 di
bawah ini :
Gambar 15 Rangkaian Interkoneksi modul
NodeMCU
3.4 Perancangan Software
Pada perancangan perangkat lunak
(software) dalam membuat sistem smart
aquarium menggunakan program arduino IDE.
Digunakannya program arduino IDE
dikarenakan dengan penggunaan software
arduino IDE mikrokontroler arduino ATmega
dapat diprogram sesuai dengan yang diinginkan.
Selain digunakan untuk memprogram
mikrokontroler arduino melalui arduino IDE,
software ini juga bisa berfungsi sebagai text
editor untuk melakukan edit program dengan
mengedit perintah yang akan diunggah melalui
software arduino IDE menuju board
mikrokontroler arduino ATmega 328p dan
nodeMCU.
IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1 Pengujian
Setelah perancangan dan pembuatan alat maka
langkah selanjutnya menguji dan menganalisa
alat yang telah jadi tersebut. Pengujian
dimaksudkan untuk mengetahui apakah alat
sudah selesai dengan keinginan atau belum dan
untuk mengetahui apa saja yang harus dibebani.
Proses pengujian dilakukan saat semua
rangkaian alat telah keadaan siap. Untuk
melakukan pengujian tersebut diperlukan alat uji
atau alat ukur dan alat pendukung lainnya,
adapun alat-alat tersebut yaitu :
• Laptop
• Smartphone
• Stopwatch
4.2 Data Hasil Pengujian dan Analisis
Untuk mengetahui kinerja dari sistem
yang telah dibuat, maka perlu dilakukan sebuah
pengukuran yang bertujuan untuk mengetahui
kinerja dari masing-masing bagian sistem seperti
modul motor, modul sensor, dan perangkat
lainnya, apakah sudah sesuai atau tidak dengan
spesifikasi alat yang dibuat. Untuk rangkaian
yang akan diukur adalah power supply,
rangkaian sensor ultrasonik, LCD, motor pompa
air, dan rangkaian motor stepper.
4.2.1 Pengujian dan analisis sumber
tegangan
Sistem pada alat ini menggunakan
sumber tegangan dari power supply yang
terhubung dengan mikrokontroler NodeMCU.
Tegangan dari power supply bersumber dari
tegangan PLN 220 VAC yang dikonversi oleh
power supply menjadi 5VDC untuk
mikrokontroler dan sensor, sedangkan tegangan
12VDC untuk motor DC. Pengukuran dari
sumber tegangan dilakukan tanpa beban, hasil
dari pengukuran sumber tegangan drop tegangan
tidak boleh lebij dari 5%, dapat dilihat pada
tabel 4.1 berikut:
Tabel 1 Pengukuran Sumber Tegangan
Analisis dari hasil pengukuran tegangan
adapater pada tabel 4.1 dapat dilihat bahwa
tegangan yang dihasilkan dari sumber tegangan
PLN memiliki nilai rata-rata 210,66 VAC yang
sudah sesuai dengan nilai toleransi tegangan
yang dikirimkan oleh PLN, tegangan tersebut
akan terhubung dengan power supply yang
mengkonversi menjadi tegangan output sebesar

4,99, sementara untuk tegangan dari arduino
ATmega 328p mendapatkan tegangan dari USB
yang terhubung ke output power supply dan
menghasilkan tegangan output daril pengukuran
sebesar 4,96 VDC. sementara untuk tegangan
dari power supply ke dua menghasilkan
tegangan output rata- rata dari pengukuran
sebesar 11,99 VDC. Untuk tegangan dari
nodeMCU mendapatkan tegangan dari USB
yang terhubung ke output power supply dan
menghasilkan tegangan output dari pengukuran
sebesar 3,27 VDC.
4.2.2 Pengujian dan analisis pada sistem
kerja sensor ultrasonik
Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui kinerja dari sensor ultrasonik dalam
membaca volume air yang terdapat pada bak
utama. Pengujian dilakukan berdasarkan dengan
simulasi nyata pada penggunaan sensor yang
terdapat pada bak utama pengisian air. Untuk
mengetahui sensitifitas dari kinerja sensor
ultrasonik diperlukan pengujian sensitifitas
dengan menentukan beberapa jarak yang akan
diuji serta berapa lama waktu yang dibutuhkan
agar sensor ultrasonik dapat medeteksi/bekerja.
Jarak 5cm menandakan kondisi air penuh atau
high, 10cm menandakan kondisi air medium,
15cm menandakan kondisi air low atau kurang.
Hasil dari pengujian sensitifitas kerja pada
sensor ultrasonik ditunjukkan pada gambar 4.1
dan tabel 4.2 berikut:
Gambar 16 Pengujian Sensor Ultrasonik
Tabel 2 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik
Pengukuran Ketinggian Air
Dari hasil pengujian sensor ultrasonik
yang digunakan untuk mengukur volume air
pada bak utama pengisian air untuk botol
bekerja dengan sangat baik dikarenakan setiap
ada perubahan volume air yang berubah pada
bak utama sensor langsung membaca perubahan
tersebut, akan tetapi sensor membutuhkan waktu
beberapa detik untuk mengukur secara pasti
volume yang terdapat pada bak utama. Terutama
pada pembacaan dijarak 15cm terdapat delay 3
detik di banding jarak 5-10cm yang hanya 2
detik. Dan untuk hasil dari pengukuran tegangan
juga terdapat perbedaan setiap jaraknya dimana
jika jaraknya semangkin jauh maka tegangan
semakin kecil yaitu di jarak 5cm rata-rata
tegangannya 4,71 VDC, 10cm rata-rata
tegangannya 4,72 VDC dan di jarak 15cm 4,67
VDC, namun dari hasil keseluruhan didapatkan
hasil nilai 4,70 VDC
4.3.3 Pengujian dan analisis pada Liquid
Crystal Display (LCD)
Pada pengujian alat ini terdapat LCD
yang digunakan untuk menampilkan notifikasi
serta menu-menu untuk memberikan informasi
dari indikator yang terdapat pada pengisi botol
otomatis. Untuk mengetahui apakah LCD
bekerja dengan benar atau tidak dari informasi
yang dikirim oleh kinerja alat. Berikut adalah
tampilan LCD yang ditunjukkan pada gambar
4.2 berikut :

Gambar 17 Tampilan Menu LCD
Untuk hasil pengukuran tegangan pada
LCD dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut:
Tabel 3 Hasil Pengukuran Tegangan Pada
LCD
Analisis dari hasil pengujian LCD secara
keseluruhan bahwa LCD dapat menampilkan
karakter sesuai dengan program yang telah di
upload pada mikrokontroler. LCD menampilkan
output berupa menu-menu yang telah di program
melalui arduino IDE. Hal tersebut berarti bahwa
LCD dapat bekerja dengan baik dan dapat
digunakan untuk menampilkan karakter pada
tiap menunya. Dan didapatkan tegangan rata-rata
dari hasil pengukuran sebesar 4,74VDC.
4.3.4 Pengujian dan analisis pada motor
stepper
Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui kinerja dari motor stepper dalam
bergerak untuk memutar botol secara otomatis.
Pengujian dilakukan berdasarkan dengan
simulasi pada alat. Untuk mengetahui tingkat
sensitifitas dari kinerja motor Servo ini
diperlukan beberapa kali percobaan yang akan
diuji serta beberapa lama waktu yang dibutuhkan
agar motor stepper bekerja. Hasil dari pengujian
sensitifitas kerja pada motor Servo ditunjukkan
pada gambar 4.3 dan tabel 4.4 berikut:
Gambar 18 Pengujian Motor Stepper
Tabel 4 Hasil Pengujian Relay Kondisi Off
Dari hasil pengujian motor stepper yang
digunakan untuk memutar botol secara otomatis
pada alat bekerja dengan baik dikarenakan
respon dari motor stepper ketika diberi perintah
untuk memutar botol terdapat delay 8 detik
dikarenakan mikrokontroler memerlukan
perbandingan pembacaan antara pompa air agar
mikrokontroler bisa singkron secara pasti. Dan
hasil dari pengukuran tegangan rata-rata dari
motor stepper mendapatkan hasil 11,84VDC.

4.3.5 Pengujian dan analisis pada motor
pompa air
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
kinerja dari motor pompa air dalam mengirim air
dari bak utama ke botol secara otomatis.
Pengujian dilakukan berdasarkan dengan
simulasi pada alat. Untuk mengetahui tingkat
sensitifitas dari kinerja motor pompa air ini
diperlukan beberapa kali percobaan yang akan
diuji serta berapa lama waktu yang dibutuhkan
agar motor pompa air bekerja mengisi botol.
Hasil dari pengujian sensitifitas kerja pada motor
pompa air ditunjukkan pada gambar 4.4 dan
tabel 4.5 berikut :
Gambar 19 Pengujian Motor Pompa Air
Tabel 5 Hasil Pengujian Motor Servo
Dari hasil pengujian motor pompa air
yang digunakan untuk mengirim air dari bak
utama sampai botol secara otomatis pada alat
bekerja dengan baik dikarenakan respon dari
motor pompa air ketika diberi perintah untuk
mengirim air terdapat delay sampai 6 detik
dikarenakan mikrokontroler memerlukan
perbandingan pembacaan antara putaran motor
stepper dan motor pompa air agar
mikrokontroler bisa menyelaraskan putaran
botol dan pengisian air secara pasti. Dan hasil
dari pengukuran tegangan rata-rata dari motor
servo mendapatkan hasil 11,83VDC.
4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian ini dilakukan berdasarkan
simulasi pada sistem kerja alat secara
keseluruhan yang telah ditunjukkan pada bab 3
pada gambar rangkaian keseluruhan. Kemudian
data yang diambil merupakan data dari setiap
nilai ratarata pada masing-masing pengujian,
dimulai dari pengujian awal pada saat alat
ihidupkan, ketika adapter dihidupkan akan
mengubah tegangan 220 VAC dari tegangan
PLN menjadi 5 VDC untuk tegangan input ke
arduino. Untuk sensor, NodeMMCU dan
arduino menggunakan tegangan 5 VDC yang
bersumber dari VIN arduino. Dan 12 VDC untuk
beban motor DC berasal dari power supply. Di
bawah ini adalah tabel rata-rata tegangan dari
pengujian keseluruhan alat pada tabel 4.6 berikut
ini :
Tabel 6 Tabel Pengujian Keseluruhan Alat
Untuk tampilan pengujian dari
keseluruhan Perancangan Miniatur Mesin
Pengisian air Otomatis Menggunakan Arduino
Nano Berbasis Internet of Thinks (IoT). Dapat
dilihat pada gambar 4.5 berikut :

Gambar 20 Penggujian Keseluruhan Alat
menggunakan Aplikasi Blynk
Pada gambar 4.5 di atas tampilan pada
blynk akan memunculkan beberapa
menu yaitu menu ketinggian air untuk memantau
ketinggian air dan 3 lampu indikator yang
bertujuan untuk mengetahui kondisi air dalam
keadaan high ketinggian air 5cm, medium
ketinggian air 10 cm dan low ketinggian air
15cm. Sistem IoT dari alat memberikan
notifikasi tinggi air setinggi 15cm yang
disimulasikan pada alat yang diprogram pada
Arduino IDE dengan tinggi 15cm, kemudian
memberikan notifikasi kepada smartphone
melalui aplikasi blynk. Dan pada pengujian
menggunakan IoT terjadi jeda beberapa detik
untuk menampilkan informasi terbaru dan
mengontrol perangkat, hal tersebut dipengaruhi
oleh jangkauan sinyal dari operator seluler yang
digunakan oleh smartphone.
Analisis yang dapat diambil bahwa
setiap komponen yang bekerja pada
Perancangan Miniatur Mesin Pengisi Botol
Otomatis ini bekerja dengan baik dan sesuai
fungsinya, namun ketika semua perangkat dalam
keadaan hidup terjadi penurunan tegangan yang
disebabkan oleh banyaknya beban yang harus
mengambil daya dari power supply dan arduino
sehingga menurunkan tegangan dari masing-
masing perangkat yang digunakan. Meskipun
demikian walaupun terjadi penurunan tegangan,
akan tetapi semua komponen yang ada pada
Perancangan Miniatur Mesin Pengisi Botol
Otomatis ini dapat berjalan dengan baik dan
sesuai fungsinya, dan mendapatkan tegangan
kerja sesuai dengan datasheet yang ada untuk
masing-masing bagianbagian sensor dan beban
yang digunakan pada Perancangan Miniatur
Mesin Pengisian air Otomatis.
.
4.5 Kelebihan dan Kekurangan Alat
Kelebihan dari alat :
1. Dari alat yang dirancang memudahkan
dalam mengisi air secara otomatis.
2. Pengendalian peralatan listrik
menggunakan smartphone (aplikasi
Blynk).
3. Dapat memonitor ketinggian
permukaan air secara realtime.
Kekurangan dari alat :
1. Pengontrolan sistim kerja IoT sensor
ultrasonik masih mengandalkan
koneksi jaringan.
2. Cara kerja alat tidak dapat di bypass.
3. Memerlukan tingkat presisi yang tinggi
dalam pembuatan alat agar
putaran motor tetap stabil.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah dilakukan pengujian dan analisis
pada bab IV, selanjutnya dapat diperoleh
kesimpulan yaitu sebagai berikut :
1. Hasil dari pengukuran didapatkan nilai
tegangan sebesar 210,66 VAC dari
sumber tegangan PLN, dan 4,99 VDC
yang berasal dari output power supply,
output tegangan rata-rata 4,96 VDC
untuk arduino ATmega dan 3,27 VDC
untuk nodeMCU, dan 11,99 VDC yang
berasal dari output power supply yang
memberikan tegangan menuju beban
motor, dan semuanya telah sesuai dan
cukup.
2. Pengujian yang dilakukan untuk sensor
ultrasonik memiliki rata-rata waktu yang
diperlukan untuk membaca volume air
dengan waktu rata-rata 2 detik dengan
rata-rata tegangan output sebesar 4,70
VDC. Namun dijarak 15cm sensor
membaca selama 3 detik dan tegangan
4,67 VDC dimana terjadi perubahan
waktu pembacaan dan tegangan. Proses
untuk motor stepper dan pompa air
waktu delay 8 detik untuk memutar
dengan rata-rata tegangan output sebesar
11,84 VDC dan dengan waktu delay 6
detik untuk mengisi air dengan rata-rata
tegangan output 11,83 VDC. Untuk
penampil display berupa LCD memiliki
rata-rata tegangan output sebesar 4,74
VDC.

3. Pengontrolan menggunakan IoT terjadi
delay untuk penampilan informasi dan
pengontrolan perangkat yang disebabkan
oleh jangkuan sinyal dari operator
seluler yang digunakan oleh smartphone
yang mendapatkan sinyal yang tidak
terlalu baik.
4. Setiap komponen yang bekerja pada alat
pengisian air otomatis bekerja dengan
baik dan sesuai fungsinya, namun ketika
semua perangkat dalam keaadaan hidup
terjadi penurunan tegangan yang
disebabkan oleh banyaknya beban yang
harus mengambil daya dari board
arduino, sehingga menurunkan tegangan
dari masing-masing perangkat yang
digunakan. Meskipun terjadi penurunan
tegangan, semua komponen yang ada
pada perangkat botol otomatis dapat
berjalan dnegan baik dan sesuai
fungsinya dan memenuhi standar sesuai
dengan datasheet.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Prima, E. C., Munifaha, S. S., Salam, R.,
Aziz, M. H., & Suryani, A. T. (2017).
Automatic water tank filling system
controlled using ArduinoTM based sensor
for home application. Procedia
engineering, 170, 373-377.
[2] Sidik, M., & Ghani, S. C. (2017). Volume
measuring system using arduino for
automatic liquid filling
machine. International Journal of
Applied Engineering Research, 12(24),
14505-14509.
[3] Mashilkar, B., Kumar, P., Chawathe, A.,
Dabhade, V., Kamath, V., & Patil, G.
(2016). Automated bottle filling
system. International Research Journal of
Engineering and Technology (IRJET), 3,
357361.
[4] Wibowo, I. S. (2019). Mesin Pengisian
Botol Minuman Bir Pletok Secara
Otomatis Berbasis Internet of Things
(IoT). In Seminar Nasional Teknik
Elektro (Vol. 4, No. 3, pp. 376-381)..
[5] Suhaeb, Djawad. 2017, "Mikrokontroler
dan Interface", Pendidikan Teknik
Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas
Negeri Makassar, Makassar.
[6] Wicaksono, Hidayat. 2017, "Mudah
Belajar Mikrokonroler Arduino"
Informatika, Bandung.
[7] Kadir, Abdul, 2018, "Arduino dan
Sensor" C.V ANDI OFFSET, Yogyakarta
[8] ATMEL. 2014, "Atmel ATmega640/V-
1280/V-1281/V-2560/V-2561/V" Atmel
Corp, California, Amerika Serikat.
[9] Habiburrahman, M. (2017). Perancangan
Mesin CNC (Computer Numerical
Control) Router Dengan Aplikasi GRBL
0.9 Control 3 Axis Sistem X, Y dan Z
(Software) (Doctoral dissertation,
Politeknik Negeri Sriwijaya).
[10] Meah, K., Garrison, T., Kearns, J., Link,
G., Garrison, L., Blanding, W.,... &
McFarland, B. (2010). An Automated
Bottle Filling and Capping Project for
Freshman Engineering Students.
In American Society for Engineering
Education. American Society for
Engineering Education.
[11] NodeMCU, 2017, "Mengenal
NodeMCU"
[12] Nopriansyah, M. H. Didik Notosudjono
(2018). Perancangan Miniatur Trakcer
PLTS dan Kontrol MPPT Berbasis IOT
Menggunakan ATMega 328P PU. Jurnal
Online Mahasiswa (JOM) Bidang Teknik
Elektro, 1(1).
[13] Laksmana, G. A., Santoso, P., & Pasila, F.
(2017). Aplikasi untuk Memonitor PLC
Pada Mesin Filling dan Capping. Jurnal
Teknik Elektro, 10(2), 48-53.
[14] Widiastuti, O., & Adi, K.
(2014). Perancangan dan Implementasi
Sistem Pengisian Air Berbasis
Programmable Logic Control (PLC)
Omron CPM2A (Doctoral dissertation,
Diponegoro University).
[15] Badamasi, Y. A. (2014, September). The
working principle of an Arduino. In 2014
11th international conference on
electronics, computer and computation
(ICECCO) (pp. 1-4). IEEE.

PENULIS
1) Peggy Candra Hermawan, S.T., Alumni
(2020) Program Studi Teknik Elektro,
Fakultas Teknik Universitas Pakuan
Bogor.
(E-mail: candrapeggy14@gmail.com)
2) Prof. Dr. Ir. H. Didik Notosudjono,
M.Sc., Staf Dosen Program Studi Teknik
Elektro, Fakultas Teknik Universitas
Pakuan Bogor.
3) Ir. Waryani., M.T., Staf Dosen Program
Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Pakuan Bogor.

1368-2284-1-SM.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 1368-2284-1-SM.pdf

Similar to 1368-2284-1-SM.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

1368-2284-1-SM.pdf