Rancang Bangun Mesin Pembuat Minuman Cep (1)

(1)

635

Rancang Bangun Mesin Pembuat Minuman Cepat Saji Otomatis

Berbasis Arduino Dengan Kontrol Android

Ery Ansari Siregar

1)

, Sugeng Purwantoro E.S.G.S

2)

& Anggy Trisnadoli

3) 1) Jurusan Teknik Informatika, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: ery.ansari@gmail.com

2) Jurusan Teknik Informatika, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: s u g e n g @p c r . a c . i d 3) Jurusan Sistem Informasi, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru 28265, email: a n g g y @ p c r . a c . i d

Abstrak - Penggunaan teknologi dalam bidang makanan dan minuman sangat sering digunakan baik untuk

kepentingan manajemen mapun untuk kepentingan kepuasan pelanggan. Salah satu contohnya yaitu pada mesin minuman cepat saji. Mesin minuman cepat saji merupakan mesin yang dapat bekerja secara otomatis dalam hal proses pembuatan minuman. Pada umumnya mesin minuman cepat saji, pengguna memesan minuman dengan cara mendatangi mesin dan menunggunya sampai selesai. Berdasarkan dari permasalahan tersebut terbentuk suatu pemikiran untuk membangun dan membuat sebuah mesin pembuat minuman cepat saji berbasis Arduino dengan kontrol Android yang dapat membantu para pengguna dalam hal pembuatan minuman cepat saji. Pengguna cukup memilih menu minuman apa yang diinginkan pada Smartphone Android yang terkoneksi ke Access Point, maka mesin tersebut akan membuat sesuai menu yang dipilih. Pengguna hanya butuh mengambil minuman di tempat yang telah disediakan. Berdasarkan hasil pengujian dan analisa yang dilakukan mesin ini membantu pengguna untuk melakukan pemesanan dan menikmati minuman cepat saji tanpa harus mendatangi mesin minuman.

Kata kunci : mesin minuman cepat saji, cepat saji, android, arduino

Abstract – The use of technology in the field of food and drink very often used either next door or next to the

importance of management to the importance of customer satisfaction. One example that is on the fast drinks vending machines. Fast drinks vending machine is a machine that can operate automatically in the case of beverage manufacturing process. In general, fast drinks vending machines, users come to order drinks by the machine and wait for them to finish. Based on these problems form a thought to develop and make a quick beverage maker based Arduino to control Android that can help the user in the case of fast drinks beverage manufacturing. Users simply select a menu drink what you want on an Android Smartphone connected to the Access Point, the machine will make the appropriate menu selected. Users only need to take a drink in the place provided. Based on the results and anlysis of tests performed this machine helps the pengguna to make a reservation and enjoy a quick drink without the need to come in vending machines.

Keyword : fast beverage machine, fast drinks, android, arduino

1. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi saat ini sangat berperan aktif dalam kehidupan sehari-hari. Dimana penggunaan teknologi dalam bidang makanan dan minuman sangat sering digunakan. Salah satu contohnya yaitu pada mesin minuman cepat saji. Mesin minuman cepat saji merupakan mesin yang dapat bekerja secara otomatis dalam hal proses pembuatan minuman. Mesin minuman cepat saji sering ditemukan di pusat perbelanjaan dan di tempat-tempat penyedia makanan dan minuman dan restoran-restoran besar. Pada umumnya mesin minuman cepat saji yang sering ditemui masih memiliki kekurangan. Kekurangan tersebut diantaranya pengguna harus bersentuhan langsung dengan mesin dan menunggu hingga mesin selesai untuk membuat minuman sesuai dengan yang dipesan. Hal ini membuat pengguna membutuhkan waktu yang lama untuk membuat minuman cepat saji karena harus menuju

(2)

636 1. Merancang dan membangun sebuah perangkat

pembuat minuman cepat saji.

2. Membangun aplikasi yang dapat melakukan pemesanan minuman terhadap mesin melalui koneksi wifi.

Sedangkan manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah :

1. Mempermudah proses pelayanan, sehingga pengguna tidak perlu mendatangi mesin minuman cepat saji untuk melakukan pemesanan dan menunggu hingga selesai. 2. Memudahkan pengguna dalam urusan

pembuatan minuman.

Adapun batasan masalah dalam pembuatan proyek akhir ini adalah :

1. Mesin dikombinasikan dengan perangkat arduino mega, servo untuk membuka tutup tabung minuman, konveyor untuk menjalankan gelas, modul wifi shield untuk koneksi arduino dengan wifi.

2. Mesin memiliki 3 buah tabung minuman, sebuah selongsong pendorong gelas dan sebuah tabung pemanas (heater).

3. Keluaran jenis minuman yang dihasilkan yaitu minuman panas cepat saji sesuai menu minuman yang dipilih pengguna.

4. Kualitas rasa yang dihasilkan sesuai standar yang telah ditetapkan.

5. Sistem ini dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman C/C++ yang disederhanakan pada sisi arduino dan java pada sisi mobile. 6. Menu yang tersedia pada perangkat minuman

cepat saji yaitu kopi, teh dan jus buah dalam bentuk bubuk.

7. Aplikasi smartphone Android harus selalu terkoneksi dengan wifi mesin pembuat minuman pada saat melakukan pesanan minuman.

8. Pengguna lain dapat melakukan pesanan apabila pesanan sebelumnya sudah selesai dan telah diambil oleh pengguna sebelumnya pada wadah yang disediakan oleh mesin.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Review Penelitian Terdahulu

Penelitian yang dilakukan Yoppy Aidillah (2011) menggunakan smart relay sebagai pengendali minuman dengan sensor koin dan push button. Penelitian ini menggunakan mikrokontroller ATMega8535 dan menggunakan menu sirup cair serta tidak menggunakan access point. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah C/C++ [1].

Penelitian yang dilakukan Rico Satria (2005) juga menggunakan menu sirup cair. Penelitian ini menggunakan mikrokontroller ATB9C51 sebagai pengendali dan menggunakan bahasa pemrograman C/C++ dalam pembuatan aplikasi [2].

Berdasarkan penelitian tersebut, yang membedakan aplikasi ini dari penelitian terdahulu adalah masukan dan keluaran dari aplikasi serta fitur-fiturnya.

2.2 Android

Android merupakan sebuah sistem operasi yang berbasis Linux untuk telepon seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet. Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam piranti bergerak[3].

Gambar 1 Versi android

2.3 Arduino

Arduino adalah platform prototyping berbasis open-source elektronik yang mudah digunakan (fleksibel). Arduino ditujukan bagi para seniman, desainer, penggemar, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek interaktif didalam lingkungan pengembang. Arduino dapat menerima masukan dari berbagai sensor dan keluarannya sebagai pengendali seperti lampu, motor, dan actuator lainnya [4].

Gambar 2 Arduino mega

2.4 Wifi Shield

Wifi Shield merupakan modul yang digunakan untuk menghubungkan perangkat Arduino ke jaringan secara wireless. Modul ini dapat bekerja sebagai sebagai client. Wifi Shield ini menggunakan modul MRF24WB0MA dan memiliki spesifikasi 802.11 g/n serta mendukung fitur TCP, UTP dan FTP. Wifi Shield biasanya digunakan untuk projek yang memerlukan koneksi wireless seperti, sistem otomatisasi rumah, pengendali robot, dan lain-lain[5].

Gambar 3 Linksprite wifi shield

2.5 Konveyor

(3)

637 dalam penyimpanan dan memindahkan barang

(transfer barang)[6].

2.6 Infrared Object Detector

Infrared merupakan sebuah sensor yang masuk dalam kategori sensor optik. Secara umum seluruh Infrared di dunia bekerja optimal pada frekuensi 38,5 KHz. Kurva karakteristik Infrared membandingkan antara frekuensi dengan jarak yang dicapainya. Frekuensi di bawah puncak kurva atau lebih dari puncak kurva, maka jarak yang dapat dicapai akan pendek[7].

Gambar 4 Infrared object detector

2.7 Motor Servo

Motor Servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian[8].

Gambar 5 Motor servo

3. PEMBAHASAN DAN ANALISA

3.1 Arsitektur Sistem

Arsitektur sistem merupakan gambaran dari setiap obyek yang berperan pada sitem aplikasi.

Gambar 6 Arsitektur sistem

Dari arsitektur diatas, Android berperan sebagai pengguna yang menjalankan aplikasi mesin minuman dengan menggunakan sistem wireless sebagai media komunikasi antara Android dan mesin. Cara kerjanya yaitu Android melakukan koneksi ke Wifi Shield mesin, kemudian pilih menu minuman yang tersedia yaitu kopi, jus dan teh. Ketika sudah memilih salah satu menu, maka Android akan mengirimkan Socket data kepada Arduino untuk diproses oleh mesin dan melakukan pembuatan minuman sesuai pilihan. Setelah pesanan

minuman selesai, maka akan ada bunyi alarm yang berasal dari mesin sebagai notifikasi.

3.2 Prototipe Mesin Pembuat Minuman

Berikut merupakan prototipe dan perangkat yang digunakan pada mesin minuman cepat saji.

Gambar 7 Prototipe mesin minuman Keterangan :

1. Arduino Mega

Perangkat Mikrokontroller sebagai kontrol mesin. 2. Wifi Shield

Perangkat yang digunakan sebagai penghubung mesin dengan android.

3. Power Supply/Adapter

Daya yang digunakan untuk menjalankan seluruh perangkat mesin.

4. Galon Mini

Tempat stok air yang digunakan untuk diteruskan ke tabung heater.

5. Konveyor

Perangkat yang digunakan untuk menjalankan gelas pesanan secara otomatis.

6. Selongsong Gelas

Pemindah gelas ke konveyor. 7. Tabung Bubuk Minuman

Wadah penampung bubuk kopi, teh dan jus. 8. Tabung Heater

Wadah penampung air panas yang akan dituangkan ke gelas pesanan.

9. Infrared Object Detector

Perangkat yang digunakan untuk mendeteksi gelas. 10. Servo

Penggerak/pemutar tabung bubuk minuman. 11. Solenoid Valve

Perangkat buka tutup tabung heater.

3.3 Flowchart

(4)

638 MULAI

Splash Screen

Pilih Menu Minuman

SELESAI Pilih Wifi Cangkirware Auto Machine

Ya

Alert Pesanan Selesai

Koneksi Gagal Tidak

Kopi Jus Teh

Ya

Tidak Tidak

Tidak Kirim Pesanan Jus

ke Mesin Melalu

Socket

Ya Ya Ya

Proses Pesanan Tidak

Kirim Data Pesanan Berhasil

ke Android

Gambar 8 Flowchart memesan minuman

3.4 Aplikasi Pemesan Minuman (Software)

Aplikasi pemesan minuman pada proyek akhir ini dibangun menggunakan Android. Aplikasi ini memiliki 4 tombol menu, yaitu menu untuk membuat kopi, teh dan jus serta memiliki satu menu help untuk menampilkan about dan cara pemesanan minuman melalui Android. Aplikasi pemesan minuman berfungsi sebagai kendali untuk memesan minuman cepat saji.

Gambar 9 Aplikasi pemesan minuman

3.5 Mesin Minuman (Hardware)

Mesin minuman cepat saji dirancang dan dibangun menggunakan Arduino mega sebagai mikrokontroller, menggunakan Wifi Shield MRF24WB0MA sebagai komunikasi data antara aplikasi pemesan minuman dengan mesin, menggunakan pipa yang dimodifikasi untuk menjatuhkan gelas, motor servo untuk buka tutup tabung minuman, infrared object detector untuk mendeteksi gelas, konveyor yang berfungsi untuk menjalankan gelas, water heater sebagai pemanas air serta buzzer sebagai alarm notifikasi bahwa minuman telah selesai.

Gambar 10 Mesin minuman

3.6 Pengujian

Pada aplikasi penelitian ini, pengujian dilakukan dengan tiga cara, yaitu pengujian delay dan lamanya pesanan, pengujian jangkauan wifi, dan pengujian penggunaan dua device secara bersamaan.

3.7 Pengujian Lamanya Waktu Pemesanan

Pengujian lamanya waktu yang dibutuhkan dalam melakukan pemesanan minuman sebanyak lima kali percobaan dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1 Delay lamanya waktu pemesanan Data yang

dikirim Keterangan Delay rata-rata

Variabel 1 Memesan Kopi 2 menit Variabel 2 Memesan Jus 2.1 menit Variabel 3 Memesan Teh 2.48 menit

3.8 Pengujian Penggunaan Dua Device

Bersamaan

Pengujian penggunaan dua device secara bersamaan dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2 Pengujian penggunaan dua device secara bersamaan Percobaan I

Device Koneksi Ke

Access Point Delay

Koneksi Ke Wifi Shield Device 1 Connected 2100 ms Connected Device 2 Connected 8171 ms Disconnected

Percobaan II

Device Koneksi Ke

Access Point Delay

Koneksi Ke Wifi Shield Device 1 Connected 9813 ms Disconnected Device 2 Connected 3891 ms Connected

Percobaan III

Device Koneksi Ke

Access Point Delay

Koneksi Ke Wifi Shield Device 1 Connected 7864 ms Disconnected Device 2 Connected 3276 ms Connected

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa apabila salah satu device lebih cepat terkoneksi ke wifishield, maka Arduino akan connected terhadap device tersebut dan akan disconnected terhadap device lainnya.

3.9 Pengujian Jangkauan Wifi

(5)

639 secara wireless. Pada pengujian jangkauan WiFi,

digunakan dua buah parameter yaitu :

a. Pengujian ruangan terbuka

Pada Pengujian ruangan terbuka, pengujian mengacu kepada pancaran sinyal WiFi yang berasal dari access point yaitu dari hotspot WiFi dan jarak dari Wifi Shield. Pengujian ini dilakukan pada ruangan yang terbuka tanpa ada penghalang material dan jaringan lain. Dari pengujian tersebut diperoleh hasilnya sebagai berikut :

Tabel 3 Pengujian jangkauan wifi ruangan terbuka

Jarak (M) Keterangan Koneksi Ke Mesin

5 Terdeteksi Sukses

10 Terdeteksi Sukses

40 Sinyal Lemah Sukses

50 Sinyal Lemah Gagal

60 Tidak Terdeteksi Gagal

Dari pengujian diatas dapat dilihat jarak maksimal dari suatu jaringan WiFi yaitu 40 meter. Pengujian pada ruangan terbuka dilakukan dalam kondisi cuaca yang bagus, tidak ada angin kencang dan petir sehingga sinyal yang dihasilkan merupakan sinyal terbaik. Adapun jarak idealnya yaitu 5-30 meter.

b. Pengujian ruangan tertutup

Pengujian ruangan tertutup dilakukan pada access point hotspot WiFi dan Wifi Shield yang dihalangi oleh benda-benda yang berada disekitar access point dan Wifi Shield tersebut seperti dinding pembatas dan materil-materil lainnya.

Berikut ini merupakan tabel pengujian access point hotspot WiFi dan Wifi Shield pada ruanganan tertutup :

Tabel 4 Pengujian jangkauan wifi ruangan tertutup

Jarak (M) Keterangan Koneksi Ke Mesin

5 Terdeteksi Sukses

30 Sinyal Lemah Sukses

40 Sinyal Lemah Gagal

Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa jaringan yang dapat dijangkau terhadap access point hotspot WiFi dan Wifi Shield maksimal 30 meter. Dimana jarak tersebut mengalami pengiriman data yang lambat dikarenakan sinyal yang lemah. Adapun jarak idealnya yaitu 5-20 meter.

Dari kedua pengujian tersebut dapat ditarik kesimpulan jangkauan access point hotspot WiFi dan Wifi Shield pada ruangan terbuka maksimal 40 meter dan pada ruangan tertutup maksimalnya 30 meter. Jadi, jangkauan access point hotspot WiFi dan Wifi Shield

serta transmisi data lebih baik dilakukan pada ruangan terbuka.

3.10 Pengujian Kuisioner Menggunakan Skala

Likert

Pengujian dengan menggunakan skala likert adalah pengujian yang berisi pernyataan seputar sistem yang dirancang serta informasi yang terdapat dalam sistem. Hasil pengujian tersebut dilampirkan berupa kuisioner yang diisi oleh pengguna. Jumlah responden yaitu 25 orang dengan pernyataan yang berjumlah 10 pernyataan. Materi yang diujikan adalah seputar aspek yang terdapat pada rancang bangun mesin minuman cepat saji otomatis berbasis Arduino dengan kontrol Android.

Tabel 5 Pernyataan kuisioner pengguna

ASPEK MATERI N

O PERNYATAAN 1 2 3 4 5

1

Ketepatan sistem dalam membuat minuman cepat saji akurat.

2

Penggunaan Wifi sebagai komunikasi data untuk memesan minuman membantu

Rasa minuman yang dihasilkan oleh mesin minuman cepat saji cukup baik.

Mesin minuman cepat saji otomatis menggunakan waktu yang lebih singkat dibandingkan pembuatan minuman secara manual.

ASPEK MEDIA N

O PERNYATAAN 1 2 3 4 5

1 Layout aplikasi / penataan konten menarik.

2 Layout perancangan mesin

minuman cukup menarik.

3

Penggunaan alarm sebagai notifkasi bahwa minuman telah selesai adalah interaksi yang menarik antara mesin dan pengguna

4

Pengunaan warna dan gambar pada aplikasi Android tidak berlebihan.

5 Semua menu dalam aplikasi

(6)

640 Tabel 6 Hasil perhitungan kuisioner

Res

Gambar 11 Skala likert hasil kuisioner nilai responden pengguna

Berdasarkan data-data diatas, dibuktikan bahwa rancang bangun minuman cepat saji otomatis berbasis Arduino dengan kontrol Android membantu pengguna dalam hal memesan dan membuat minuman cepat saji.

4. KESIMPULAN

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mesin pembuat minuman cepat saji otomatis dapat dibangun dengan menggunakan Arduino Mega dan Wifi Shield MRF24WB0MA.

2. Pengiriman data dari Android ke Arduino dan sebaliknya menggunakan konsep TCP / Sockets sehingga hanya satu device yang bisa terkoneksi ke Wifi Shield.

3. Proses pembuatan minuman mulai dari pengguna terkoneksi ke Wfii Shield mesin hingga notifikasi alarm berbunyi memiliki waktu rata-rata yaitu 2 menit.

4. Jarak maksimal yang dapat dijangkau oleh Wifi Shield pada mesin terhadap Access Point pada

ruang terbuka yaitu 40 meter dan pada ruang tertutup yaitu 30 meter.

5. Pengguna dimudahkan dalam hal memesan dan membuat minuman cepat saji.

4.2 Saran

Adapun saran untuk penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menambahkan fitur pengaduk untuk mengaduk minuman secara otomatis.

2. Menambahkan fungsi terhadap mesin dan notifikasi pada aplikasi Android ketika minuman telah selesai, bubuk minuman dan air pada tabung habis, ketika pesanan telah selesai serta ketika gelas pada wadah akhir belum diambil oleh pengguna sebelumnya yang telah melakukan pemesanan minuman.

3. Menambahkan wadah akhir yang dapat menampung gelas yang telah selesai diproses oleh mesin minuman.

DAFTAR REFERENSI

[1] Aidillah, Yoppy. (2011). Mesin Penjual Minuman Otomatis Berbasis Smart Relay: Politeknik Caltex Riau.

[2] Satria, Rico. (2005). Rancang Bangun Pengisian Minuman Botol Berukuran 14 Cmx 4,5 Cm X2,5 Cm Menggunakan Mikrokontroler AT89C51 (Software): Politeknik Caltex Riau.

[3] Agindra.(2009). Android. Diambil tanggal 13 November 2013, dari http://www.aingindra.com/2012/06/android.html

[4] Fujil. (2011). Arduino. Diakses tanggal 25 November 2013, dari http://id.scribd.com/doc/84890607/ARDUINO

[5] (18 Februari 2014). WifiShield MRF24WB0MA. Diakses pada 18 Juni 2014, dari

http://linksprite.com/wiki/index.php5?title=CuHead_WiFi_Sh ield_for_Arduino_V2.0

[6] ______.Konveyor. Diakses pada 18 Juni 2014, dari http://suluhmania.com

[7] ______.Infrared Object Detector. Diakses pada 18 Juni 2014, dari http://aliexpress.com

[8] (11 Mei 2012). Teori Elektronika. Diakses pada tanggal 18 Desember 2013, dari http://elektronika-dasar.web.id