322 | Universitas Multi Data Palembang
RANCANG BANGUN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS MENGGUNAKAN ATMEGA 8535
Marco Ravineldy Bryan1*), Rezky Dwi Putra2, Jimy Setiawan3, Safeti Intan Pratiwi4 , Nanda Aulia Ilmatus Sakdiyah5
1,2,3,4,5
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Ilmu Komputer dan Rekayasa, Universitas Multi Data Palembang,
1marcorav2205@mhs.mdp.ac.id, 2rezkydwiputra_2226270013@mhs.mdp.ac.id,
3jimysetiawan_2226270010@mhs.mdp.ac.id,
4safetiintanpratiwi_2226270020@mhs.mdp.ac.id, 5nanda.aulia@mdp.ac.id
Kata kunci:
mikrokontroler; sensor ultrasonik; tempat sampah otomatis
Abstract: Trash is one of the environment problems that still cannot be resolved properly until now. One of the main reasons is the society does not want to touch the dirty lid of trash bin. As a result, an automatic trash bin with capability to show the capacity and locked when full is proposed. This trash bin is using microcontroller-based embedded system to operating automatically. This technological advencement aims to address the risks of trash that may harmful to the human health and to motivate people for disposing their trash properly.
Based on the test result, the fastest response time to open the lid was 0.806 second with a distance of 10 cm. and the trash bin could not be opened when the capacity reached 100%. From these tests, it can be concluded that the made trash bin is working properly and efficiently.
Abstrak: Sampah merupakan permasalahan lingkungan yang masih belum bisa terselesaikan dengan baik sampai saat ini. Salah satu penyebabnya adalah masyarakat tidak mau menyentuh tutup tempat sampah yang kotor. Dari permasalahan tersebut, diusulkanlah tutup tempat sampah otomatis yang dapat menampilkan kapasitas dan terkunci saat penuh. Tempat sampah ini menggunakan sistem tertanam berbasis mikrokontroler untuk dapat bekerja secara otomatis. Sentuhan teknologi ini dirancang untuk mengatasi bahaya sampah terhadap kesehatan manusia serta membuat masyarakat berminat membuang sampah pada tempatnya. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan waktu respon yang tercepat untuk membuka tutup tempat sampah sebesar 0,806 detik dengan jarak dari objek ke sensor sejauh 10 cm. Dan tempat sampah tidak bisa terbuka saat kapasitas sebesar 100 %. Dari pengujian tersebut membuktikan bahwa tempat sampah yang dibuat bekerja dengan baik dan efektif.
Bryan, dkk. (2022). Rancang Bangun Tempat Sampah Otomatis Menggunakan ATMega8535. MDP Student Conference 2022
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebersihan lingkungan merupakan suatu tindakan untuk menciptakan lingkungan yang bersih, asri, dan nyaman. Lingkungan yang bersih dapat diciptakan dengan berbagai macam cara salah satunya adalah membuang sampah pada tempatnya. Namun sampai sekarang masyarakat tidak peduli terhadap lingkungan,
2
NDMDP STUDENT CONFERENCE (MSC) 2023
E-ISSN: 2985-7406Universitas Multi Data Palembang | 323 karena masyarakat hanya berpikir bahwa masalah lingkungan adalah tanggung jawab pemerintah. Sampai saat ini sampah menjadi suatu masalah bagi masyarakat.
Pengaplikasian sistem tertanam pada tempat sampah otomatis telah dilakukan oleh penelitian sebelumnya dengan beragam fitur. Fitur pertama adalah tempat sampah yang tutupnya dapat dibuka secara otomatis. Fitur yang kedua merupakan tempat sampah yang dilengkapi dengan indikator untuk mengetahui kapasitas dalam tempat sampah [7]. Fitur ketiga merupakan tempat sampah yang akan mengeluarkan suara sirine pada saat tempat sampah penuh [8] [6]. Fitur keempat merupakan tempat sampah yang dapat memilah sampah organik dan anorganik berdasarkan beberapa parameter seperti kandungan air di dalam sampah, tingkat transparansi, dan kandungan logam pada sampah [9]. Fitur yang kelima merupakan tempat sampah yang akan mengirimkan notifikasi berupa SMS ke nomor telepon yang telah ditentukan [10].
Dari penelitian yang telah dijabarkan di atas, belum tersedia fitur tempat sampah yang penutupnya dapat membuka dan menutup secara otomatis, menghitung kapasitas, dan terkunci otomatis saat kondisi penuh. Oleh karena itu, pada penelitian ini dikembangkan tempat sampah otomatis yang penutupnya terkunci pada saat kondisi penuh, serta memberikan pemberitahuan berupa suara buzzer.
Literatur paper ini terdiri dari pendahuluan yang menjelaskan latar belakang serta penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Pada bagian metode menjelaskan cara kerja sistem, perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan dalam proses penelitian. Kemudian implementasi dan hasil pengujian dijelaskan pada pembahasan dan dilanjutkan dengan kesimpulan.
METODE
Tempat sampah otomatis yang diusulkan memiliki kemampuan untuk membuka dan menutup secara otomatis, menghitung kapasitas sampah, dan tidak dapat terbuka secara otomatis saat kondisi penuh. Tempat sampah otomatis dilengkapi dengan tombol nirtekan yang dapat mendeteksi objek dengan rentang jarak 20 cm. Untuk lebih jelasnya, akan dibahas mengenai perancangan tempat sampah, rangkaian elektronika dan cara kerja tempat sampah otomatis.
Perancangan Tempat Sampah
Gambar 1 merupakan perancangan tempat sampah yang akan dikendalikan secara otomatis, Gambar 1a adalah rancangan tempat sampah pada kondisi kosong dan tertutup, sedangkan Gambar 1b adalah rancangan tempat sampah dalam kondisi penuh dan terbuka. Rancangan tutup tempat sampah otomatis menggunakan bahan akrilik sebagai lengan pembuka serta sebagai penutup tutup tempat sampah, tripleks sebagai tutup tempat sampah, dan servo sebagai penggerak lengan pembuka pintu tempat sampah.
Ketika servo bekerja, servo akan memutar lengan pembuka yang akan mengangkat atau membuka tutup tempat sampah hingga terbuka sebesar 55° seperti Gambar 1b. Pada saat melakukan aksi buka tutup pada penutup tempat sampah terjadi perbedaan besaran sudut antara penggerak servo yang dikendalikan terhadap besaran sudut penutup tempat sampah saat terbuka, karena adanya perbedaan titik pada sudut engsel dari servo dan letak penutup tempat sampah.
Sensor dan yang digunakan pada rancangan tempat sampah otomatis adalah sensor ultrasonik.
Sensor berfungsi untuk mendeteksi objek dan pengguna dengan rentang 20 cm, kemudian akan memicu servo untuk membuka lengan penutup tutup tempat sampah. Sensor digunakan untuk mengukur jarak permukaan sampah ke sensor . Tinggi tempat sampah otomatis disebut bernilai 70 cm sedangkan permukaan sampah disebut dengan . Nilai dan digunakan untuk menghitung kapasitas sampah.
324 | Universitas Multi Data Palembang
Gambar 1. Rancangan Tempat Sampah. (a) Kondisi Kosong dan Tertutup. (b) Kondisi Terisi dan Terbuka.
Rangkaian Elektronika
Tempat sampah otomatis dikendalikan oleh rangkaian elektronika. Rangkaian elektronika yang digunakan yaitu sensor ultrasonik SRF-04, motor servo HS-456MG, buzzer, ATMega8535, LCD I2C.
Sensor ultrasonik SRF-04 yang digunakan pada dan . Motor servo HS-456MG berfungsi sebagai penggerak lengan pembuka dan penutup tutup tempat sampah. Buzzer berfungsi untuk memberi peringatan berupa suara ketika tempat sampah otomatis penuh. ATMega8535 berfungsi sebagai pengendali. LCD 12C berfungsi untuk menampilkan persentase kapasitas sampah. Rangkaian elektronika tempat sampah otomatis ditunjukkan pada
Gambar 2.
2
NDMDP STUDENT CONFERENCE (MSC) 2023
E-ISSN: 2985-7406Universitas Multi Data Palembang | 325 Gambar 2. Skema Rangkaian
Cara Kerja
Cara kerja tempat sampah otomatis ini ditunjukkan oleh diagram alir pada Gambar 3. Diagram alir pada Gambar 3 terbagi menjadi 2, Gambar 3a menjelaskan cara kerja tempat sampah secara keseluruhan dan Gambar 3b menjelaskan subproses yang terdapat pada Gambar 3a. Pada saat sensor mendeteksi objek dalam jarak 20 cm, maka tempat sampah akan mengecek kapasitas sampah. Apabila tempat sampah masih belum penuh, maka tutup tempat sampah akan terbuka 5 detik lalu tertutup. Sebaliknya, apabila tempat sampah telah penuh, tempat sampah akan mengeluarkan suara sirine dan tutup tempat sampah tidak terbuka.
Gambar 3a menjelaskan cara kerja tempat sampah otomatis secara keseluruhan.
326 | Universitas Multi Data Palembang
Gambar 3. Diagram Alir Tempat Sampah. (a) Cara Kerja Keseluruhan. (b) Sub Proses Perhitungan Kapasitas.
Fitur tempat sampah untuk menampilkan persentase sampah yang terisi di dalam tempat sampah, dijelaskan lebih detail pada Gambar 3b. Sensor mengukur jarak pada saat tempat sampah terisi.
Persentase kapasitas sampah yang ditampilkan pada LCD dihitung menggunakan persamaan (1).
100% (1)
Dari perhitungan kapasitas sampah, nilai yang diperoleh berfluktuasi karena pantulan suara ultrasonik yang tidak beraturan. Untuk mengatasi nilai yang berfluktuasi ini, dilakukan pembulatan dengan ketentuan yang ditunjukkan oleh Gambar 3, yakni: 0-20% dibulatkan menjadi 20%, 21-40% dibulatkan menjadi 40%, 41-60% dibulatkan menjadi 60%, 61-80% dibulatkan menjadi 80%, 81-100% dibulatkan menjadi 100%. Pembulatan ini menyebabkan persentase yang ditampilkan pada LCD hanya 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100%. Pembuatan program pada mikrokontroler ATMega8535 untuk tempat sampah otomatis ini mengacu pada diagram alir yang ada pada Gambar 3a.
HASILDANPEMBAHASAN
Pada bagian ini menjelaskan hasil tempat sampah otomatis yang telah dibuat dan hasil pengujian.
Hasil implementasi dari perancangan yang dilakukan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.
Pengujian tempat sampah otomatis dilakukan untuk menguji fitur tutup tempat sampah yang terbuka secara otomatis dan hasil pengukuran kapasitas tempat sampah.
2
NDMDP STUDENT CONFERENCE (MSC) 2023
E-ISSN: 2985-7406Universitas Multi Data Palembang | 327 Gambar 4. Hasil Tempat Sampah Ootomatis. (a) Tampak Depan. (b) Tampak Atas.
Pengujian fitur tutup tempat sampah dilakukan untuk memastikan tutup tempat sampah akan terbuka secara otomatis sewaktu mendeteksi objek yang berada dalam rentang 20 cm. Pengujian sensor dilakukan sebanyak 10 kali dengan 9 jarak yang berbeda yakni 1 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 19 cm, 20 cm, 21 cm, 25 cm, dan 30 cm. Pemilihan jarak untuk pengujian dilakukan berdasarkan beberapa pertimbangan.
Jarak 1 cm dan 5 cm dipilih karena pengguna cenderung mendekatkan tangannya ke sensor . Jarak 19 cm, 20 cm, dan 21 cm dipilih untuk menguji toleransi dari sensor tersebut. Jarak 25 cm dan 30 cm dipilih untuk menguji bahwa tutup tempat sampah tidak akan terbuka pada saat objek berada pada jarak lebih dari 20 cm.
Pada pengujian, waktu yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan untuk membuka tutup tempat sampah otomatis mulai dari sensor mendeteksi objek sampai dengan tutup terbuka sebesar 55°.
Hasil pengujian ini ditunjukkan pada Tabel 1 yang berisi jarak pengujian, waktu rata-rata, jumlah terbuka, dan jumlah tidak terbuka. Jarak pengujian adalah jarak objek dengan sensor . Waktu rata-rata adalah rata-rata waktu yang diukur pada saat tutup tempat sampah terbuka. Jumlah terbuka adalah jumlah terbukanya tutup tempat sampah dari 10 kali percobaan. Jumlah tidak terbuka adalah jumlah tidak terbukanya tutup tempat sampah dari 10 kali percobaan.
Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor untuk Tutup Tempat Sampah Otomatis Jarak Pengujian
(cm)
Waktu Rata-rata
Jumlah Terbuka
Jumlah Tidak Terbuka
1 0,861 10 0
5 1,086 10 0
10 0,806 10 0
15 0,931 10 0
19 1 10 0
20 1,248 10 0
21 3,740 1 9
25 0 0 10
30 0 0 10
Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 1, jarak pengujian 1 cm sampai 20 cm, tutup tempat sampah akan selalu terbuka jika ada objek yang terdeteksi oleh sensor. Hal ini disebabkan karena sensor telah diatur untuk membuka dan menutup tutup tempat sampah pada saat ada objek di rentang jarak 20 cm. Pada jarak
(a) (b)
328 | Universitas Multi Data Palembang
pengujian 21 cm, hasil pengujian menunjukkan 1 kali tutup tempat sampah terbuka dari 10 kali pengujian.
Hal ini disebabkan karena adanya galat sensor. Saat jarak pengujian 25 cm dan 30 cm tutup tempat sampah tidak terbuka. Dari pengujian ini, membuktikan bahwa tutup tempat sampah otomatis bekerja sesuai dengan pengaturan jarak yang sudah ditentukan pada sensor .
Pada Tabel 1 dihasilkan waktu respon yang lebih cepat saat jarak objek ke sensor sejauh 10 cm. Jarak 10 cm menghasilkan waktu yang lebih cepat dibandingkan pada saat jarak 1 cm atau 5 cm, hal ini membuktikan bahwa waktu respon sensor untuk membuka tutup tempat sampah sepenuhnya tidak berpengaruh dengan dekat jauhnya objek ke sensor. Lamanya waktu yang diperlukan untuk membuka tutup tempat sampah bisa terjadi karena ketidaktepatan sensor dalam mendeteksi, Hal ini bisa terjadi objek tidak tepat berada pada jangkauan sensor, sehingga waktu respon yang diperlukan sedikit lebih lama.
Pengujian berikutnya adalah menguji pengukuran kapasitas tempat sampah. Saat pengujian, tempat sampah diisi dengan benda yang diasumsikan sebagai sampah. Pengujian dilakukan dengan tiga nilai
yaitu 40 cm, 20 cm, dan 7 cm. Nilai dari kapasitas sebenarnya pada Tabel 2 diperoleh dari perhitungan menggunakan persamaan (1). Nilai dari kapasitas tampil adalah nilai yang diukur oleh tempat sampah otomatis yang ditampilkan pada LCD. Adanya selisih antara kapasitas sebenarnya dan kapasitas tampil disebabkan oleh metode pembulatan pada Gambar 3b. Pada saat bernilai 7 cm, kapasitas sampah bernilai 100% sehingga tutup tempat sampah tidak terbuka secara otomatis.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kapasitas Sampah
(cm)
Kapasitas Sebenarnya
Kapasitas Tampil
Kondisi Tutup Tempat Sampah
40 42,5% 60% Terbuka
20 71% 80% Terbuka
7 90% 100% Tidak Terbuka
SIMPULAN
Pada penelitian ini, telah dikembangkan tempat sampah yang dapat mengatur buka dan tutupnya secara otomatis berdasarkan kapasitas sampah. Tempat sampah ini menggunakan ATMega8535 sebagai pengendali sistem. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapatkan waktu respon sensor untuk membuka tutup tempat sampah sepenuhnya tidak berpengaruh dengan dekat jauhnya objek ke sensor. Dari pengujian, juga didapatkan selisih antara kapasitas sebenarnya dan kapasitas tampil yang disebabkan oleh metode pembulatan. Akibat dari metode pembulatan tersebut, tempat sampah ini tidak menampilkan kapasitas 0%
pada saat tempat sampah berada dalam kondisi kosong. Untuk penelitian selanjutnya, tempat sampah dapat dikembangkan lebih lanjut dalam beberapa aspek seperti tutup tempat sampah akan terus terbuka saat ada objek di depan sensor hingga objek tersebut dipindahkan, sistem penguncian tempat sampah saat penuh.
DAFTARPUSTAKA
[1] M. F. Fahmi, "IKN, Tantangan Kelola Sampah - Standar Minimal Harus Berjalan," 02 Juni 2022.
[Online]. Available: https://bsilhk.menlhk.go.id/index.php/2022/06/02/ikn-tantangan-kelola-sampah- standar-minimal-harus-berjalan/. [Accessed 26 Januari 2023].
[2] D. N. Marpaung, Y. N. Iriyanti and D. Prayoga, "Analisis Faktor Penyebab Prilaku Buang Sampah Sembarangan pada Masyarakat Desa Kluncing, Banyuwangi," Jurnal Kesehatan Masyarakat, pp. 47- 57, 2022.
[3] M. Rahman, "Faktor Penyebab dan Dampak Serta Kebijakannya Terhadap Permasalahan Pencemaran Sampah," Indonesia, 2022.
2
NDMDP STUDENT CONFERENCE (MSC) 2023
E-ISSN: 2985-7406Universitas Multi Data Palembang | 329 [4] S. Heath, Embedded Systems Design, Vol. 14, Oxford: Newnes, 2003, pp. 51-61.
[5] M. Dwi Setiawan, "Lebih Mengenal Embedded System dan Contohnya," 4 Februari 2022. [Online].
Available: http://teknik-komputer-d3.stekom.ac.id/informasi/baca/Lebih-Mengenal-Embedded- System-dan-Contohnya/1e59224df65f667b8134085643c4d9c6e5a2e557. [Accessed 1 Februari 2023].
[6] d. Pascal, "Seminar Robot Tempat Sampah di SMK YASPIM," Eastasouth Journal of Positive Community Services, vol. 1, no. 1, pp. 36-43, 2022.
[7] d. Adimas, "Rancang Bangun Alat Tempat Sampah Pintar Portable Berbasis Arduino," in Prosiding Seminar Nasional Unimus, Semarang, 2020.
[8] A. Wuryanto, N. Hidayatun, M. Rosmiati and Y. Maysaroh, "Perancangan Sistem Tempat Sampah Pintar Dengan Sensor HCRSF04 Berbasis Arduino UNO R3," Paradigma - Jurnal Komputer dan Informatika Universitas Bina Sarana Informatika, vol. XXI, no. 1, pp. 55-60, 2019.
[9] Sutarti, "Purwarupa Tempat Sampah Pintar," Jurnal Dinamika Informatika, Vol. 9, pp. 1-15, 2020.
[10] F. SAMANN, "THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF SMART TRASH BIN," ACADEMIC JOURNAL OF
NAWROZ UNIVERSITY ,VOL.6,NO.3, PP.141-148,2017.
