Received November 12, 2018; Revised November 28, 2018; Accepted December 10, 2018

## Rancang Bangun Alat Pemilah Sampah Otomatis Berbasis Arduino Mega 2560
Ernes Cahyo Nugroho* 1 , Anton Respati Pamungkas 2 , Ika Parlina Purbaningtyas 3
13 Program Studi Sistem Komputer; 2 Program Studi Informasi;
123 STMIK AUB Surakarta, Indonesia e-mail: * 1 ernes.cahyo@stmik-aub.ac.id, 2 anton18@stmik-aub.ac.id, 3 ika.parlina90@gmail.com

## Abstrak
Dumpster  management  system  on  Village/Warukkalong  Village,  RT/RW:  05/01, Kecamatan  Kwadungan,  Ngawi,  East  Java  still  conventional,  i.e.  the  place  one  container  of trash  and  garbage  not  disposed  of  according  the  trash,  which  affects  trash  piled  up  on  one container  of  trash  that  impact  to  the  declining  environmental  quality.  Automatic  trash  can  is one  of  the  alternatives  that  can  be  used  to  sort  out  the  type  of  garbage  so  that  waste management  more  effectively  in  order  to  increase  comfort  and  maximum  possible  waste reduction. Parser tools architecture garbage garbage sorting type aiming for, so that waste can be  separated based on the  type of waste, whether  inorganic or organic  waste garbage  can be processed. The garbage will be disaggregated automatically by using a Sensor. The sensor used in  auto  IE  trash  proximity  capacitive  to  detect  an-organic,  as  well  as  inductive  proximity  to detect the types of bins, and Ultrasonic sensors to detect the height of the garbage and LCD to display the condition and type of garbage. The results of testing on the bin automatically is the maximum  size  that  can  be  entered  approximately  5  cm  x  10  cm  with  a  time  of  10-17  seconds from the first go in the garbage into the trash until the end.
Kata kunci : Trash, Arduino Mega, Proximity Sensor, Inorganic, organic, metallic, Ultrasonic Sensors

## 1. PENDAHULUAN
Peningkatan pada jumlah penduduk dan laju pertumbuhan ekonomi serta pembangunan disuatu  daerah  selain  mempunyai  dampak  positif  juga  menimbulkan  dampak  negatif. Lingkungan yang sehat adalah lingkungan yang bebas dari polusi dan sampah, salah satu faktor yang menyebabkan lingkungan tercemar adalah masalah sistem pengolahan tempat sampah.
Sistem  pengelolaan  tempat  sampah  di  Kelurahan/Desa  Warukkalong,  RT/RW:  05/01, Kecamatan Kwadungan, Kabupaten Ngawi, Jawa Timur masih tidak dikelola dengan baik yakni dengan  membuang  sampah  sembarangan  tanpa  adanya  pemilahan  terlebih  dahulu,  umumnya tempat sampah juga masih konvensional, yakni masih menempatkan satu wadah tempat sampah dan  sampah  tidak  dibuang  sesuai  golongan  sampah,  yang  berdampak  sampah  menumpuk  dan tercampurnya  sampah  logam,  organik,  dan  anorganik  disatu  wadah  tempat  sampah  yang memiliki dampak kepada menurunnya kualitas lingkungan.
Adanya  keterbatasan  dari  sistem  tempat  sampah  konvensional,  maka  salah  satu solusinya dengan merancang dan membangun Alat Pemilah Sampah Otomatis Berbasis Arduino Mega 2560. Alat Pemilah Sampah otomatis ini dapat memilah sampah sesuai jenis sampah yang telah  ditentukan  seperti  sampah  logam,  sampah  organik,  dan  sampah  anorganik  dengan memanfaatkan  teknologi  mikrokontroller  berbasis  Arduino  mega  dengan  kemampuan mendeteksi  jenis  sampah  menggunakan  teknologi  sensor  proximity  induktif  dan  sensor proximity kapasitif.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Analisa Masalah
Analisa  dan  perancangan  sebuah  alat  sangatlah  penting.  Hal  ini  bertujuan  agar  alat  yang diciptakan  dapat  bekerja  secara  optimal  sesuai  dengan  harapan,  selain  itu  untuk mengurangi kesalahan dalam proses perancangan  serta untuk bahan pertimbangan apabila terjadi  masalah  setelah  alat  tercipta.  Analisis  dibuat  pada  alat  pemilah  sampah  otomatis dapat dikendalikan dengan membaca gerakan tangan yang mendekat menggunakan sensor PIR,  membuka  pintu  menggunakan  servo,  dan  terdapat  senso  proximity  yang  berada  di dalam  bak  penampung  sampah  sementara  untuk  mendeteksi  jenis  sampah,  dan  membaca sampah penuh menggunakan sensor ultrasonik.
Dari analisa system diatas maka penulis mempunyai gagasan atau ide untuk merancang dan membangun  suatu  prototype  yang  berjudul  “Rancang  Bangun  Alat  Pemilah  Sampah Otomatis Berbasis Arduino Mega Atmega 2560”. Analisa dalam perancangan alat sebagai berikut.
2.2 Analisa Kebutuhan Pembuatan Alat Pemilah Sampah Otomatis
Untuk  realisasi  prototype  alat  pemilah  sampah  otomatis  berbasis  Arduino  Mega  Atmega 2560 diperlukan beberapa perangkat keras sebagai komponen elektronik dan non elektronik sebagai berikut :
a. Utama
1.) Arduino Mega
Sebagai  papan  sirkuit  berbasis  mikrokontroler  Atmega  2560,  sebagai  mikrokontroler memiliki 52 pin I/O, sehingga memiliki memori lebih besar sebagai system pengolah input dan output.
2.) Sensor PIR
Sensor  PIR  sebagai  sensor  inframerah  pasif  yang  hanya  merespon  energi  dari  pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi maka dari itu Sensor PIR KC7783R sebagai alat pendeteksi gerakan atau keberadaan objek dengan jarak 3.) Sensor Proximity Inductive
Sensor proximity inductive digunakan sebagai Detector sampah Logam.
4.) Sensor Proximity Capacitive
Sensor  Proximity  Capacitive  adalah  sensor  yang  bekerja  dengan  melihat  perubahan  nilai kapasitansi  benda  sensor  ini  dapat  mendeteksi  semua  objek,  maka  sensor  proximity capacitive dipilih sebagai Detector sampah Anorganik.
5.) Sensor Ultrasonik
Sensor  Ultrasonik  digunakan  untuk  mendeteksi  atau  mengukur  jarak  ketinggian  sensor dengan sampah serta sebagai pendeteksi sampah penuh
6.) Micro Servo SG90
Micro  Servo  type  SG90  adalah  servo  dengan  torsi  dan  kekuatan  yang  cukup  kuat  untuk mebuka pintu tempat sampah dan servo type ini juga low noise sehingga digunakan sebagai Pembuka Pintu Smart Trash Bin
7.) Motor Stepper
Motor  Stepper  sebagai  Penggerak  Penampung  Sampah  Sementara  karena  dengan  stepper motor benda bias bergerak ke posisi tertentu dengan presisi dan akurat
8.) LCD (Liquid Crystal Display)
LCD berfungsi untuk menampilkan data baik dalam  bentuk karakter, huruf, angka, grafik mapun sebagai keterangan indikator sampah
9.) PCB
PCB (Printed  Circuit  Board) adalah  sebuah  papan  sebagai  pendukung  rangkaian komponen  elektronika  yang  berada  diatasnya,  papan  PCB  memiliki  jalur-jalur  konduktor yang terbuat dari tembaga, berfungsi untuk menghubungkan Antara satu komponen dengan komponen lainnya.
10.) Kabel
Menggunakan  kabel  pelangi  dan  kabel  jumper,  kabel  pelangi  umumnya  digunakan  pada rangkaian  yang  memerlukan  tegangan  rendah  terutama  pada  rangkaian  sistem  digital. Sedangkan  Kabel  Jumper  berfungsi  sebagai  komponen  elektronika  sebagai  penghubung antara dua titik atau lebih.
b. Pendukung
1.) Buzzer
Buzzer  adalah  komponen  elektronika  berfungsi  untuk  mengubah  getaran  listrik  menjadi getaran suara, maka dari itu buzzer dipilih sebagai indikator dari sampah penuh 2.) LED
LED digunakan sebagai indikator visual alat pemilah sampah
3.) Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penatur arus listrik/ sebagai hambatan.
2.3 Perancangan Alat
Perancangan  merupakan  inti  dari  seluruh  pembuatan  penelitian  ini.  untuk  memudahkan perancangan  dan  pembuatan  alat,  maka  dibuat  diagram  blok  dari  sistem  secara keseluruhan.  Berikut  adalah  diagram  blok  dari  Rancang  Bangun  Alat  Pemilah  Sampah Berbasis Arduino Mega Atmega  pada gambar 1.
Gambar 1 Diagram Blok Prototype Alat Pemilah Sampah 2.4 Perancangan Proses
Gambar 2 Diagram Alir Prototype Alat Pemilah Sampah

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1  Cara Kerja Alat Pemilah Sampah
Cara kerja alat pemilah sampah otomatis yakni dari bagian luarnya terlihat pintu tempat sampah  yang  menggunakan  sensor  PIR  sebagai  pendeteksi  manusia  yang  mendekati  tempat sampah,  kemudian  slot  pintu  akan  membuka,  setelah  itu  sampah  di  masukan  ke  dalam  tempat sampah,  lalu  sensor  akan  melakukan  proses  sensing  jika  poses  sensing  berhasil  di  deteksi conveyor akan berjalan ke  bak  penampung akhir dengan jenis sampah yang terdeteksi, setelah berhasil  LCD  akan  menampilkan  jenis  sampah  yang  terdeteksi,  dan  tiga  buah  LED  sebagai
indikator  tempat  sampah  penuh  akan  berfungsi  jika  menerima  inputan  dari  maksimal  jarak sampah.
a. Pengujian
1.) Pengujian Sensor PIR dan Servo Pintu Tempat Sampah
Pengujian  Sensor  PIR  dilakukan  untuk  menguji  fungsi  sensor  alat  tersebut,  dengan mendeteksi  suhu  tubuh  manusia,  ketika  manusia  mendekati  alat  pemilah  sampah  otomatis, setelah itu akan menghasilkan output yang akan diproses oleh servo dan servo akan bergerak 40 derajat keatas untuk membuka pintu tempat sampah otomatis yang dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3 Pengujian Sensor PIR dan Servo Pintu Tempat Sampah Hasil dari pengujian sensor PIR sebagai sensor pendeteksi gerakan tangan atau objek mendekati di sekeliling tempat sampah yang telah dilakukan, didapatkan nilai seperti tertera pada tabel 1.
Tabel 1 Pengujian Sensor PIR
Percobaan Ke Jarak sensor PIR dengan manusia Pengukuran dengan sensor PIR Keterangan 1 5 cm v Berhasil 2 35 cm v Berhasil 3 55 cm v Berhasil 4 75 cm v Berhasil 5 125 cm v Berhasil 6 175 cm v Tidak Berhasil 2.) Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Penginderaan sistem sampah penuh menggunakan sensor ultrasonic . Sensor Ultrasonik yang  digunakan  adalah  HC-SR04  merupakan  sensor  yang  dapat  mengukur  jarak  objek  dalam ukuran centi meter, pemasangan sensor ultrasonic diperlihatkan pada gambar berikut
Gambar 4 Pemasangan sensor ultrasonic
Pengujian  dilakukan  untuk  melakukan  monitoring  level  kepenuhan  pada  tempat penampungan  dengan  menggunakan  mistar  40  cm  sebagai  pembandingnya.  Untuk  melakukan proses  pembacaan  ketinggian  sampah  yang  telah  dirancang  ini  menggunakan  3  buah sensor ultrasonic yang digunakan untuk mendeteksi ketinggian sampah logam, organik, dan anorganik. Hasil dari pengujian sensor ultrasonic sebagai sensor ketinggian sampah yang telah dilakukan, didapatkan nilai seperti pada tabel 2.
Tabel 2 Pengujian Sensor Ultrasonik
Tabel 2 P enguj ian Sensor Ultrason i k
No Pengukuran dengan menggunakan mistar Pengukuran dengan sensor Ultrasonik Selisih 1 1 cm 1 cm 0 cm 2 5 cm 6 cm 1 cm 3 10 cm 9 cm 1 cm 4 15 cm 15 cm 0 cm 5 20 cm 22 cm 2 cm 6 25 cm 25 cm 0 cm
Dari  hasil  pengujian  sensor  ultrasonik  HC-Sr04  pada  tabel  2  terlihat  bahwa  saat  sensor mendeteksi  objek  dengan  jarak  cm,  adapun  hasil  persentase  Kesalahan  Relatif  diperoleh  dari rumus KR = x100% Dimana : KR adalah kesalahan relatif, AR adalah nilai dari percobaan, R adalah  nilai  sesungguhnya.  Hasil  perbedaan  Antara  pembacaan  sensor  dengan  pengukuran mistar ialah
Jadi hasil presentase kesalahan rata-rata adalah 1,026%
3.) Pengujian Sensor Proximity Kapasitif
Pengujian  Sensor  dilakukan  untuk  menguji  fungsi  sensing  alat  tersebut  dapat mendeteksi.  Pengujian  sensor  proximity  kapasitif  dilakukan  dengan  mendekatkan  objek  akan dikategorikan sebagai objek Anorganik. Gambar 5(a), (b), (c)  pengujian proximity induktif.
Gambar 5(a) Pemasangan sensor ultrasonic
Gambar 5(b) Pemasangan sensor ultrasonic
Gambar 5(c) Pemasangan sensor ultrasonic Pengujian sensor kapasitif terlihat seperti gambar 5 (a), (b) dan (c) dengan kemampuan sensing berbagai  jenis  material.  Pada  gambar  5(a)  pengujian  dengan  material  berbahan  kertas,  gambar 5(b)  pengujian  dengan  material  berbahan  logam,  gambar  5(c)  pengujian  dengan  material berbahan  karet.  Hasil  pengujian  bisa  diketahui  pada  tabel  3  pengujian  jenis  sampah  anorganik dilakukan dengan 10 kali percobaan serta pada gambar 6 adalah indikator sensor anorganik
Tabel 3 Hasil Pengujian Jenis Sampah anorganik
No Jenis Sampah Sensor Ket. Proximity Inductive Proximity Capacitive Ultrasonik 1 Plastik static - v v Berhasil 2 Plastik mie1 - v v Berhasil 3 Plastik permen - - v Tidak 4 Solasi - v v Berhasil 5 Akrelic - v v Berhasil 6 Aqua gelas - v v Berhasil 7 Plastic sunlight - - v Tidak 8 Bungkus obat - v v Berhasil 9 Plastic mie2 - - v Tidak 10 Botol - v v Berhasil
Gambar 6 Indikator Anorganik
Hasil pengujian bias dilihat pada tabel 4  pengujian jenis sampah organik  dilakukan dengan 10 kali percobaan serta indikator organik pada gambar 7
Tabel 4 Hasil Pengujian Jenis Sampah Organik
No Jenis Sampah
Sensor
Ket. Proximity Inductive Proximity Capacitive Ultrasonik 1 Daun ke1 - - v Berhasil 2 Tisu ke1 - - v Berhasil 3 Daun ke2 - v v Tidak 4 Kardus - - v Berhasil 5 Kertas ke1 - - v Berhasil 6 Kertas ke2 - - v Berhasil 7 Daun - - v Berhasil 8 Kardus ke2 - - v Berhasil 9 Daun ke3 - v v Tidak 10 Kertas ke3 - - v Berhasil
Gambar 7 Indikator Organik
4.) Pengujian Sensor Proximity Induktif
Pengujian  sensor  induktif  terlihat  seperti  gambar  8(a)  dan  (b).  Berbeda  dengan  sensor kapasitif  yang  dapat  mendeteksi  berbagai  jenis  material.  Sensor  Induktif  ini  hanya  dapat membedakan  logam  dan  non  logam.  LED  indikator  akan  menyala  dan  mengirimkan  data tegangan  sebesar  4,37  volt,  dan  akan  mati  apabila  tidak  mendeteksi  logam  dan  mengirimkan tegangan  sebesar  0,5  volt.  Sensor  induktif  ini  memiliki  range  sensing  yang  sangat  kecil. Berdasarkan  pengujian,  range  sensing  dari  sensor  adalah  sekitar  4  mm.  pengujian  bias  dilihat pada gambar 8
(a) (b)
Gambar 8(a) Tampilan Sensor Induktif yang tidak mendeteksi logam, (b) Tampilan Sensor Induktif yang mendeteksi logam
Hasil  pengujian  bisa  diketahui  pada  tabel  5  pengujian  jenis  sampah  Metal/Logam  dilakukan dengan 10 kali percobaan serta pada LCD menampilkan indikator sampah metal
Tabel 5 Hasil Pengujian Jenis Sampah Metal
No Jenis Sampah Sensor Ket. Proximity Inductive Proximity Capacitive Ultrasonik 1 Mur v - v Berhasil 2 Baut v - v Berhasil 3 Paku v - v Berhasil 4 Pisau v v v Tidak 5 Uang logam v - v Berhasil 6 Sendok v - v Berhasil 7 Garpu v - v Berhasil 8 Pinset v - v Berhasil 9 Obeng v - v Berhasil 10 Paku v - v Berhasil Gambar 9 Indikator Metal
5.) Pengujian Keseluruhan
Pengujian hasil keseluruhan hanya dilakukan jika pengujian masing-masing komponen telah dilakukan dengan benar. Setelah itu menggabungkan seluruh komponen dan program agar masing-masing  komponen  mampu  menjalankan  fungsinya  sehingga  menjadi  sebuah  alat  yang sesuai  dengan  perencanaan.  Alat  akan  dilakukan  pengujian  secara  keseluruhan  agar mendapatkan data yang sesuai.

## 3.2  Pembahasan
Alat  pemilah  sampah  otomatis  yang  telah  selesai  dalam  perancangan  dan  sudah diimplementasikan  dalam  perakitan  komponen  serta  telah  dilakukan  pengujian  dan diperlihatkan  hasil  pengujian  maka  dari  itu  cara  penggunaan  alat  pemilah  sampah  otomatis sebagai berikut :
1.) Nyalakan Catu Daya.
2.) Masukan sampah kedalam kotak sampah
3.) Tunggu proses sensing sampah.
4.) Setelah  sensing  sampah  selesai  LCD  akan  menampilkan  informasi  jenis  sampah  yang terdeteksi.
5.) Jika sampah penuh, indikator led dan buzzer akan menyala serta LCD akan menampilkan informasi keadaan sampah.
Gambar 10 Prototype Alat Pemilah Sampah Saat Membuka Pintu

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan dari hasil pengujian dan penelitian Rancang Bangun Alat Pemilah Sampah Otomatis berbasis Arduino Mega Atmega2560 yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa Alat  Pemilah  Sampah  Otomatis  telah  berhasil  dirancang  dan  dibangun  menggunakan  Arduino Mega  Atmega  2560  sebagai  pusat  kendali  dengan  Sensor  Proximity  Inductive  sebagai  Alat pemilah sampah Logam/Metal, dan Sensor Proximity Capacitive  sebagai Alat pemilah sampah Anorganik,  serta  Sampah  yang  tidak  terdeteksi  oleh  sensor  masuk  ke  bak  penampung  sampah Organik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Andrianto,  H.  2013. Pemrograman  Mikrokontroler  AVR  ATMega16  Menggunakan Bahasa C. Bandung : Informatika Bandung.
[2] Bimantara, Christian. 2017. Rancang Bangun Lengan Robot Berjalan ( Mobile Robotic Arm  )  Berbasis  Arduino  Uno  R3  Di  Kendalikan  Dengan  Ps2xwireless .  Surakarta  : STMIK AUB Surakarta.
[3] Bolton  ,W.  2004. Programmable  Logic  Controller  (PLC)  Sebuah  Pengantar .  Edisi Ketiga. Penerbit Erlangga.
[4] Djuandi  Feri,  2011. Artikel  Pengenalan  Arduino. http://toboku.com/docs/Arduino- Pengenalan.pdf. diakses 25 Mei 2018
[5] Febri  Megantara,  2013. Pembuka  dan  Penutup  Bak  Sampah  Otomatis .  Yogyakarta  : Universitas Negeri Yogyakarta.
[6] Hin,
K. 2007. Pemrograman Mikrokontroler PIC 16F84A. https://idschool.net/umum/kode-warna-resistor-dan-cara-hitung/ . Diakses 25 mei 2018 [7] Indrajani, 2011. Pengertian dan Prinsip Kerja Lcd . http://www.robotikauns.net/2014/01/pengetian-dan-prinsip-kerja-lcd/ .  diakses  25  Mei
2018
[8] Jogiyanto,  HM.  2005. Analisis  &  Desain  Sistem  Informasi  Pendekatan  Terstruktur Teori dan Praktek Aplikasi Bisnis. Yogyakarta : Andi Offset
[9] M.  T.  M.  Allen  Reicks,  2004. Bulk  Material  Handling  by  Conveyor  Belt  5 .  Small Medium Enterprises. https://klinikrobot.com/mobile-articles/126-7-hal-yang-perlu- diketahui-tentang-motor-dc-gearbox.html. diakses 07 Juni 2018
[10] Mahardika, Tegar. 2010. Sensor Ultrasonik HC  SR-04. Semarang : Universitas  Negeri Semarang.
[11] Nugroho, 2013. Membuat Pupuk Kompos. Jakarta : Publishing Informatika.
[12] Nurcahyono, 2012. Tempat Sampah Pintar Menggunakan Mikrokontroler
ATMega8535 . Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.
[13] Pressman,  Roger,  S.  2001, Software  Engineering:  A  practitioner’s  Approach ,  Fifth Ed.New York, Mc.Graw-Hill Book Company.
[14] Purnama  sono,  2014. Perancangan  Tempat  Sampah  Otomatis  Tanpa  Sentuh  Berbasis Mikrokontroler Arduino . Yogyakarta : Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana.
[15] Raharjo,  2005. Mengenal  Komponen  Elektronika. Jakarta  :  Departemen  Pendidikan Nasional.
[16] Rizki  Antoni,  M.  Sarwoko,  Ir.,  M.Sc,  Unang  Sunarya,  ST.,MT,  2015. Analisis  dan implementasi  sistem  sensor  pada  tempat  sampah  otomatis  dengan  metode  fuzzy berbasis mikrokontroller .
[17] Rustamadji,  2008. Cara  Mengakses  Module  Sensor  Line  Proximity  Menggunakan Arduino .https://www.nyebarilmu.com/cara-mengakses-module-sensor-line-proximity- menggunakan-arduino/. diakses 25 mei 2018
[18] Santoso, 2015. Panduan Praktis Arduino Untuk Pemula. http://www.scribd.com/document/239615817/Arduino. diakses 25 mei 2018 [19] Sugiyono,  2013. Metodelogi  Penelitian  Kuantitatif,  Kualitatif  Dan  R&D .  Bandung  : Alfabeta.
[20] Suharjo, 2014. Tempat Sampah Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega16 . Surakarta : STMIK AUB Surakarta.