PERANCANGAN SISTEM AUTOMATIC PET FEEDER BERBASIS INTERNET OF THINGS

(1)

Jetri: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro,

Vol. 18, No. 1, Agustus 2020, Hlm. 17-30, P-ISSN 1412-0372, E-ISSN 2541-089X, doi: http://dx.doi.org/10.25105/jetri.v18i1.7343

PERANCANGAN SISTEM AUTOMATIC PET FEEDER

BERBASIS INTERNET OF THINGS

Andrew, Rosalia H. Subrata dan Susan Sulaiman

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Industri, Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No.1, RW.16, Jakarta Barat, 11440, Indonesia

E-mail: [email protected]

ABSTRACT

Innovations in the Internet of Things are developing rapidly in line with the development of a modern society that has high mobility, seeks services that are flexible and efficient in all aspects, and are practical. Many modern societies who have pets are busy with their own affairs, so they cannot take care of their pets properly. Therefore, an Internet of Things-based automatic pet feeder system is needed for pet owners to be able to feed their pets regularly and monitor them. To be able to design an automatic pet feeder system based on the Internet of Things, Arduino, the Blynk application on a smartphone, and other components needed in the system are needed. The pets chosen in this study were dogs. In this study, the test was poured into the container ten times for each dog size. The results obtained from the design of the automatic pet feeder based on the Internet of Things are that pet dogs can eat regularly twice a day. The percentage of errors obtained ranges from 10% to 24%. This error is due to the delay in food pouring when the food has reached the target. By using this Internet of Things-based automatic pet feeder system, dog owners can also find out whether their pets have been fed or not by looking at the Blynk application on their smartphone. There is also a notification when the food left in the dispenser is low, so that pet owners can fill food in the dispenser.

Keywords: Arduino, Internet of Things, Blynk, automatic pet feeder, smartphone

ABSTRAK

Inovasi di bidang Internet of Things berkembang dengan cepat selaras dengan perkembangan masyarakat modern yang memiliki mobilitas tinggi, mencari layanan yang fleksibel dan efisien di segala aspek, dan praktis. Banyak masyarakat modern yang memiliki hewan peliharaan sibuk dengan urusannya masing-masing, sehingga tidak dapat merawat hewan peliharaannya secara baik. Maka dari itu, dibutuhkan sistem automatic pet feeder berbasis Internet of Things untuk para pemilik hewan peliharaan agar dapat memberi makan hewan peliharaannya secara teratur dan memantaunya. Untuk dapat merancang sistem automatic pet feeder berbasis Internet

(2)

of Things ini dibutuhkan Arduino, aplikasi Blynk pada smartphone, dan komponen-komponen lainnya yang dibutuhkan dalam sistem. Hewan peliharaan yang dipilih pada penelitian ini adalah anjing. Dalam penelitian ini dilakukan pengujian penuangan makanan ke dalam wadah sebanyak sepuluh kali untuk masing-masing ukuran anjing. Hasil yang diperoleh dari perancangan automatic pet feeder berbasis Internet of Things ini ialah anjing peliharaan dapat makan dua kali sehari dengan teratur. Persentasi error yang diperoleh berkisar 10% sampai 24%. Error tersebut dikarenakan adanya delay makanan yang tertuang pada saat penuangan makanan telah mencapai target. Dengan menggunakan sistem automatic pet feeder berbasis Internet of Things ini, pemilik anjing juga dapat mengetahui apakah hewan peliharaannya sudah diberi makan atau belum dengan melihat aplikasi Blynk pada smartphone-nya. Terdapat pula notifikasi jika sisa makanan pada dispenser sudah sedikit, sehingga pemilik hewan peliharaan dapat mengisi makanan pada dispenser.

Kata kunci: Arduino, Internet of Things, Blynk, automatic pet feeder, smartphone.

1. Pendahuluan

Seiring perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang semakin pesat, tingkat kesibukan manusia pun semakin meningkat. Oleh karena itu, manusia sangat membutuhkan suatu alat yang dapat membantu kegiatan manusia [1]. Kebutuhan dalam hal efektifitas dan efisiensi juga sangatlah diperlukan dalam bidang apapun. Hal tersebut mendorong manusia untuk berinovasi sekreatif mungkin dalam bidang teknologi [2]. Perkembangan teknologi saat ini dapat dibuktikan oleh adanya alat-alat atau inovasi yang telah dibuat oleh manusia untuk dapat membantu manusia dalam mempermudah pekerjaannya. Salah satu contohnya adalah memberikan makanan pada hewan peliharaan, jika hal tersebut dilakukan secara manual dapat mengeluarkan banyak waktu dan tenaga, apalagi jika pemilik hewan peliharaan lalai dalam mengurus hewan peliharaan mereka, seperti lupa memberi makan hewan peliharaannya secara teratur [3].

Untuk megatasi masalah tersebut, maka dirancang alat automatic pet feeder berbasis Internet of Things yang dapat mempermudah dan mengefisienkan waktu dalam hal pemberian makan hewan peliharaan (hewan peliharaan dalam penelitian ini adalah anjing). Sistem yang sudah dirancang saat ini hanya sebatas kontrol menggunakan SMS (Short Message Service). Jadi, setiap pemilik ingin memberi makan hewan peliharaannya mereka harus mengirimkan SMS ke nomor tertentu yang sudah terintegrasi oleh sistemnya [3,4]. Hal ini masih belum efektif karena masih

(3)

Andrew, Rosalia H. Subrata dan Susan Sulaiman: “Perancangan Sistem Automatic Pet Feeder”

memakan waktu yang lama untuk memberi makan hewan peliharaannya. Pemilik masih harus mengetik SMS yang spesifik, jika instruksi dari SMS berbeda, maka alat atau sistem tersebut tidak dapat bekerja.

Dengan mengembangkan sistem yang telah ada, sistem automatic pet feeder dengan fitur memberi makan anjing peliharaan secara otomatis sesuai dengan ukuran anjing ditambah dengan integrasi aplikasi smartphone “Blynk” yang dapat mengirimkan notifikasi jika sistem bekerja. Maka dengan melihat situasi seperti itu, sistem pemberi makan hewan peliharaan secara otomatis memegang peranan penting untuk mempermudah para pecinta hewan dalam memberi makan hewan peliharaan secara teratur setiap hari tanpa harus khawatir lupa memberi makan hewan peliharaannya. Sistem automatic pet feeder berbasis Internet of Things ini akan memberi makan dua kali sehari sampai makanan dalam dispenser makanan habis. Pemilik juga akan mendapatkan notifikasi jika sisa makanan dalam dispenser sudah akan habis. Sistem ini dapat bekerja selama satu sampai dua minggu tergantung dari ukuran anjing yang dipilih pada aplikasi “Blynk” dan banyaknya makanan yang dimakan oleh anjing tersebut.

2. Kajian Pustaka 2.1 Arduino

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware arduino memiliki prosesor Atmel AVR dan

software arduino memiliki bahasa pemrograman C. Memori yang dimiliki oleh

Arduino Uno sebagai berikut: Flash memory sebesar 32 kB, SRAM sebesar 2 kB, dan EEPROM sebesar 1 kB. Clock pada board Arduino Uno menggunakan XTAL dengan frekuensi 16 MHz. Dari segi daya, Arduino Uno membutuhkan tegangan aktif kisaran 5 Volt, sehingga Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB. Arduino Uno memiliki 28 kaki, untuk digital I/O terdiri dari 14 kaki, kaki 0 sampai kaki 13, dengan 6 kaki mampu memberikan output PWM (kaki 3, 5, 6, 9, 10, dan 11). Masing-masing dari 14 kaki digital di Arduino Uno beroperasi dengan tegangan maksimum 5 Volt dan dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA [5].

(4)

Gambar 1. Arduino Uno [4]

Untuk analog input terdiri dari 6 kaki, yaitu kaki A0 sampai kaki A5. Kaki Vin

merupakan tempat input tegangan saat menggunakan sumber daya eksternal selain USB dan adaptor.

2.2 Aplikasi Blynk pada Smartphone

Blynk dirancang untuk memudahkan perkembangan Internet of Things. Blynk

dapat mengontrol perangkat keras dari jarak jauh, dapat menampilkan data sensor, dapat menyimpan data, mengevitalisasi dan melakukan banyak hal lainnya.

Ada tiga komponen utama dalam Blynk [6]:

1. Blynk App - memungkinkan membuat antarmuka untuk proyek dengan menggunakan berbagai widget yang disediakan.

2. Blynk Server - bertanggung jawab untuk semua komunikasi antara

smartphone dan perangkat keras. Pengguna dapat menggunakan Blynk Cloud yang disediakan atau menjalankan server Blynk pribadi secara lokal. Blynk server ini bersifat terbuka, dapat dengan mudah menangani banyak

perangkat mikrokontroler dan bahkan dapat digunakan dengan Raspberry

Pi.

3. Blynk Libraries - untuk semua platform perangkat keras yang populer - memungkinkan komunikasi dengan server dan memproses semua perintah masuk dan keluar.

(5)

1. API & UI serupa untuk semua perangkat keras dan perangkat yang didukung

2. Koneksi ke cloud menggunakan: 1. Wifi

2. Bluetooth dan BLE 3. Ethernet

4. USB (Serial) 5. GSM

3. Kumpulan Widget yang mudah digunakan 4. Manipulasi pin langsung tanpa penulisan kode

5. Mudah untuk mengintegrasikan dan menambahkan fungsi baru menggunakan virtual pin

6. Pemantauan data riwayat melalui widget SuperChart

7. Komunikasi Device-to-Device menggunakan Bridge Widget 8. Mengirim e-mail, tweet, push notification, dan lain-lain.

Gambar 2. Logo Blynk [6]

Terdapat dua komponen yang diperlukan untuk menggunakan Blynk:

a. Hardware.

Arduino, Raspberry Pi, atau perangkat pengembangan serupa.

Blynk dapat bekerja menggunakan internet, oleh karena itu perangkat

keras yang dipilih harus terhubung ke internet. Beberapa papan, seperti Arduino Uno akan memerlukan Ethernet atau Wi-Fi Shield untuk berkomunikasi, yang lain sudah memiliki akses internet: seperti ESP8266,

Raspberri Pi dengan dongle WiFi, Particle Photon atau SparkFun Blynk Board. Tetapi jika tidak menggunakan shield, tetap dapat menghubungkannya

melalui USB ke laptop atau desktop [6].

(6)

Aplikasi Blynk adalah aplikasi untuk merancang antarmuka yang akan digunakan oleh pengguna. Aplikasi ini berfungsi di iOS dan Android [6].

3. Metode Penelitian

Berikut adalah skema, diagram blok, diagram alir, dan desain sistem automatic

pet feeder yang dirancang:

Menemukan suatu masalah Memikirkan cara untuk menyelesaikan masalah Merancang sistem Mempertimbangkan masukan yang diberikan Membuat sistem Menguji sistem Menyempurnakan sistem Membuat kesimpulan

Gambar 3. Skema Perancangan Sistem Automatic pet feeder

Gambar 4. Desain Sistem Automatic pet feeder

Desain sistem di atas adalah desain kasar dari sistem automatic pet feeder yang dibuat.

(7)

Gambar 5. Skema Hardware pada Sistem Automatic pet feeder

(8)

Kontroler Motor Load Cell Sensor Control Signal Pulse Width Modulation Position Sensor Makanan keluar Notifikasi apakah dispenser sudah mau habis Komparator Error amplifier Sensor Ultrasonik pada dispenser Output notifikasi pada Blynk Input ukuran anjing Notifikasi sisa makanan pada wadah makanan Output notifikasi pada Blynk -+ + -+

Gambar 6. Diagram Blok Sistem Automatic pet feeder

Seperti yang dapat dilihat dari gambar diagram blok sistem automatic pet

feeder , cara pemberian makanan pada anjing tergantung dari berat makanan yang

sudah dituangkan dan dibaca oleh load cell sensor. Semakin mendekati berat yang ditentukan, servo akan semakin menutup sampai mencapai berat makanan yang ditentukan. Contoh: untuk anjing berukuran sedang diberi makan sebanyak 100 gram, penuangan makanan diawali dengan pembukaan penuh servo. Lalu setiap berat makanan yang sudah dituang ke wadah makanan, load cell sensor akan mengirimkan data ke kontroler agar kontroler bisa mengatur servo agar dapat tertutup secara perlahan dan sampai mencapai berat 100 gram.

Untuk banyaknya target pemberian makanan disesuaikan dengan ukuran anjing yaitu kecil, sedang, dan besar. Anjing berukuran kecil memiliki berat badan 0-5 kg, untuk anjing berukuran sedang memiliki berat badan 6-10-5 kg, sedangkan anjing berukuran besar memiliki berat badan 16-30 kg. Untuk pemberian makan per hari ukuran anjing kecil membutuhkan 100 gram, ukuran anjing sedang membutuhkan 200 gram, dan ukuran anjing besar membutuhkan 300 gram. Data tersebut diperoleh dari tabel pada Gambar 7.

Arduino

(9)

Gambar 7. Tabel Rekomendasi Pemberian Makanan pada Anjing [7]

Pada setiap pemberian makan, sistem akan melakukan pemeriksaan oleh sensor ultrasonik apakah makanan pada dispenser sudah hampir habis atau belum. Notifikasi untuk pemberian makanan kedua juga dilakukan dengan mendeteksi berat sisa makanan dari load cell sensor.

Untuk notifikasi apakah makanan pada dispenser sudah hampir habis, digunakan sensor ultrasonik. Dengan jarak yang diperoleh dari sensor ultrasonik, dikonversikan ke berat dengan menggunakan persamaan garis karena perbandingan jarak dengan berat berbanding lurus. Notifikasi akan diberikan jika berat makanan pada dispenser di bawah 1000 gram.

(10)

START

Besar Anjing (Kecil/ Sedang/

Besar) - Tanggal dan Jam

- Koneksi internet Apakah ukuran anjing kecil? Apakah ukuran anjing sedang? Apakah ukuran anjing besar? Apakah jam 10 Pagi? Tidak Ya Menuangkan makanan sampai 50 gram Menuangkan makanan sampai 100 gram Menuangkan makanan sampai 150 gram

Notifikasi LED pada aplikasi Blynk sudah diberi makan

Apakah jam 6 sore? Tidak Ya Ya Ya Ya Tidak Tidak

Apakah makanan pada dispenser kurang dari 1000

gram?

Kirim Notifikasi LED bahwa sisa makanan pada dispenser sudah

mau habis Ya

Tidak

Servo akan menutup setelah target berat makanan telah dicapai

Tidak

Gambar 8. Diagram alirSistem Automatic Pet Feeder yang Akan dirancang Penjelasan dari diagram alir sistem automatic pet feeder dirancang: pertama, koneksi internet diperiksa apakah sudah terhubung atau belum. Lalu, pemilik anjing memilih ukuran anjing yang dipelihara. Pada saat jam 10 pagi, sistem akan menuangkan makanan sesuai dengan ukuran anjing yang diinput oleh pemiliknya dan notifikasi akan dikirim ke aplikasi Blynk pada smartphone pemilik anjing. Lalu, sensor ultrasonik memeriksa apakah makanan pada dispenser sudah hampir habis atau belum. Jika sudah hampir habis, sistem akan mengirimkan notifikasi. Pemberian makanan kedua dilakukan pada jam 6 sore. Sistem memeriksa sisa makanan dan mengirimkan notifikasi sisa makanan yang ada pada wadah. Setelah itu sistem menuangkan

(11)

akan memeriksa kembali apakah makanan pada dispenser sudah hampir habis atau belum. Jika sudah hampir habis, sistem mengirimkan notifikasi.

4. Hasil dan Pembahasan

Seperti yang sudah dibahas sebelumnya bahwa penuangan makanan menggunakan kendali yang bersifat proporsional. Penuangan makanan juga tergantung dari ukuran anjing yang dipilih. Jika ukuran anjing yang dipilih adalah “kecil”, maka penuangan makanan sampai 50 gram. Jika ukuran yang dipilih “sedang”, maka sistem akan menuangkan 100 gram. Dan jika ukuran yang dipilih “besar”, maka sistem akan menuangkan makanan sebesar 150 gram. Gambar sistem automatic pet

feeder sedang menuangkan makanan terdapat pada Gambar 9. Berikut adalah tabel

hasil pengujian sistem.

Tabel 1. Hasil Pengujian Penuangan Makanan Anjing ke Wadah Makanan

Percobaan ke- Kecil (Target=50gram) Sedang (Target=100gram) Besar (Target=150gram)

1 57,4 gram 130,2 gram 161,3 gram

2 72,3 gram 125,7 gram 160,1 gram

3 71,2 gram 117,6 gram 164,2 gram

4 67,4 gram 123,2 gram 172,5 gram

5 57,2 gram 131,1 gram 162,7 gram

6 62,8 gram 115,2 gram 165,5 gram

7 57,6 gram 119,5 gram 170,3 gram

8 53,8 gram 122,3 gram 160,3 gram

9 60,3 gram 124,7 gram 168,4 gram

10 55,3 gram 112,4 gram 164,7 gram

Rata-rata 61,53 gram 122,19 gram 165 gram

Mean Absolute Error (MAE) dari hasil pengujian pada Tabel 1, diperoleh dengan

rumus: 𝑀𝐴𝐸 =∑𝑛𝑖=1|𝑦𝑖−𝑥𝑖| 𝑛 = ∑𝑛𝑖=1|𝑒𝑖| 𝑛 (1) Dimana,

(12)

𝑦𝑖 = target data

𝑥_𝑖 = hasil yang didapatkan

Hasil perhitungan Mean Absolute Error (MAE) pada Tabel 2 :

Tabel 2. Mean Absolute Error (MAE) Pengujian Penuangan Makanan Anjing ke

Wadah Makanan

Ukuran MAE (gram)

Kecil 11,53

Sedang 22,19

Besar 15

Persentasi error diperoleh dengan rumus:

%𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑀𝐴𝐸

𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡× 100% (2)

Dari rumus (2) didapat persentasi error pengujian penuangan makanan pada Tabel 3.

Tabel 3. Persentase Error Pengujian Penuangan Makanan Anjing ke Wadah

Makanan

Ukuran % error

Kecil 23,06 %

Sedang 22,19 %

(13)

Gambar 9. Sistem Automatic pet feeder sedang Menuangkan Makanan

5. Kesimpulan dan Saran

Dalam perancangan sistem automatic pet feeder berbasis Internet of Things, dapat disimpulkan bahwa para pemilik anjing dipermudahkan untuk memberi makan anjing peliharaannya secara efisien dan teratur. Para pecinta hewan tidak perlu khawatir bila harus meninggalkan hewan peliharaannya selama beberapa hari. Persentasi error yang diperoleh dari 10 kali percobaan penuangan makanan pada masing-masing ukuran anjing pada sistem automatic pet feeder berbasis Internet of

Things ini berkisar 10% sampai 24%. Error tergantung dari ukuran anjing yang dipilih

pada aplikasi smartphone “Blynk”, semakin besar ukuran anjing yang dipilih, akan semakin kecil error yang didapat. Notifikasi pada sistem automatic pet feeder berbasis

Internet of Things (pemberian makan pertama, pemberian makan kedua, dan makanan

pada dispenser sudah hampir habis) bekerja dengan baik.

Penelitian ini masih jauh dari sempurna. Untuk mengembangkan penelitian ini selanjutnya dapat melakukan desain sistem automatic pet feeder yang lebih baik sehingga dapat mengurangi error dengan mengembangkan mekanisme penuangan makanan sehingga error dapat diperkecil, mengembangkan fitur-fitur yang ada, dan dapat menambah fitur-fitur lainnya.

(14)

Daftar Pustaka

[1] A. Hakim dan F.C. Hulu (2014, Desember), “Rancang Bangun Alat Pengontrol Suhu Dan Lampu Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3 Sebagai Sistem Pengendali”, Jurnal Einstein 3 (1) (2015): 48-56, [online], Tersedia di: http://jurnal.unimed.ac.id/2012/index.php/einstein, 7 Januari 2019.

[2] A. Giyartono, P.E. Kresnha (2015, November), “Aplikasi Android Pengendali Lampu Rumah Berbasis Mikrokontroler ATMega 328”, Seminar Nasional Sains dan Teknologi, [online], pp. 1-8, Tersedia di: jurnal.ftumj.ac.id/index.php/semnastek, 21 September 2018.

[3] E. Susanto, D.N.P. Dharma, M. Iqbal. (2013, Juni), “Rancang Bangun Alat Pemberi Makan Anjing/Kucing Otomatis dengan Kontrol SMS”, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI) 2013, [online], L-22, Tersedia di: https://media.neliti.com/media/publications/121984-ID-rancang-bangun-alat-pemberi -makan-anjing.pdf, 22 September 2018.

[4] M.A. Sidik, T.P. Negara, T.A. Zuraiyah, “Model Otomatisasi Alat Pemberian Pakan Pada Ikan Berbasis Sms Gateway”, 22 September 2018.

[5] “Arduino Uno Rev3”, https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 (diakses tanggal 19 November 2018).

[6] “Blynk Intro”, http://docs.blynk.cc/ (diakses tanggal 19 November 2018).

[7] Jakarta Dog Lovers, “Memberi Anjing Makan”,

https://www.jakartadoglovers.com/article/memberi-anjing-makan/, 24 April 2018, (diakses tanggal 21 Maret 2019).