Volume.7 No. 1 September 2022 - February 2023 ISSN: 2549-3698; E-ISSN: 2549-3701 DOI: 10.22373/crc.v7i1.14290
Rancang Bangun Automatic Liquid Filling Machine Berbasis Internet of Thing Menggunakan NodeMCU dan Telegram
Seno Prasetyo a , Indra Yustiana a , Anggun Fergina a
a Universitas Nusa Putra
E-mail: seno.prasetyo_ti18@nusaputra.ac.id
Diterima: 17-04-2022
Disetujui: 31-08-2022             Diterbitkan: 11-12-2022

## Abstract
Technology and industry are inseparable. Technology has made human work easier and more  efficient  and  minimized  the  occurrence  of  errors.  Recently,  small  household industries (home industry), specifically liquid product industries such as milk, syrup, fruit juice, and others, still use manual filling. This process requires a relatively long charging time.  Automatic  mechanical  systems  for  filling  liquids  into  bottles  are  a  kind  of technological advancement in the industrial world. The system helps the process of filling liquids into bottles precisely and quickly. It is necessary to design small-scale Internet of Things-based tools for the home industry by utilizing NodeMCU as a control system, and InfraRed and Ultrasonic as sensors. Arduino IDE as programming sketch software and Telegram as a data monitoring application. Based on this background, this study aims to create an automatic system for filling liquids into bottles based on the Internet of Things by monitoring data via telegrams. The results of the tool testing show that the installed infrared sensor can detect the filling of liquid in bottles consistently with a period of 5 seconds  for  each  bottle.  The  Telegram  application  that  is  integrated  with  the  tool  can provide notifications of the amount of liquid in the main container automatically at the end of  the filling  process.  Likewise, when the amount of  liquid  is in  critical condition. Overall, each component of this tool has worked well.
Keywords: Home Industry, Internet of Things, NodeMCU, InfraRed Sensor, Telegram.

## Abstrak
Teknologi  dan  industri  adalah  suatu  hal  yang  tidak  bisa  dipisahkan.  Teknologi  telah memudahkan pekerjaan  manusia menjadi  lebih mudah dan efisien serta  meminimalisir terjadinya  kesalahan.  Kini,  industri  kecil  rumah  tangga  ( home  industry )  khususnya industri produk cair seperti susu, sirup, sari buah, dan lainnya menggunakan pengisian secara  manual.  Proses  ini  membutuhkan  waktu  pengisian  yang  relatif  lama.  Sistem mekanik  secara  otomatis  dalam  pengisian  cairan  kedalam  botol  ( Liquid  filling )  adalah salah satu bentuk kemajuan teknologi dalam dunia industri. Sistem tersebut membantu proses pengisian cairan kedalam botol secara tepat dan cepat. Sehingga, perlu merancang bangun alat berbasis Internet of Things skala kecil untuk industri rumah tangga dengan memanfaatkan  NodeMCU  sebagai system  control , InfraRed dan  Ultrasonik  sebagai sensor.  Arduino  IDE  sebagai software sketsa  pemrograman  dan  Telegram  sebagai software Monitoring data. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem otomatis pengisian cairan kedalam botol berbasis Internet of Things dengan  monitoring  data  melalui  telegram.  Hasil  dari  pengujian  alat  ini menunjukkan bahwa sensor infrared yang terpasang dapat melakukan pendeteksi untuk mengisi  cairan  pada  botol  secara  konsisten  dengan  rentang  waktu  5  detik  setiap  botol. Aplikasi  Telegram  yang  terintegrasi  dengan  alat  dapat  memberikan  notifikasi  jumlah
cairan  dalam  wadah  utama  secara  otomatis  diakhir  proses  pengisian.  Begitu  juga  saat jumlah cairan berada dalam kondisi kritis. Secara keseluruhan setiap komponen alat ini telah bekerja dengan baik.
Kata kunci : Industri Rumah Tinggal, Internet of Things, NodeMCU, Sensor Inframerah, Telegram

## Pendahuluan
Kemajuan  teknologi  saat  ini  tidak  bisa  dipisahkan  dari  kehidupan  manusia. Teknologi menjadi alat yang mampu membantu kebutuhan manusia dan dapat digunakan untuk  mempermudah  melakukan  tugas  dan  pekerjaan.  Salah  satu  keuntungan menggunakan teknologi tersebut adalah pemanfaatannya dalam dunia Industri. Saat ini, teknologi merupakan sesuatu yang tidak dipisahkan dalam dunia industri karena dengan memanfaatkan  teknologi  pekerjaan  dapat  menjadi  lebih  mudah,  pengeluaran  menjadi lebih sedikit dengan keuntungan yang sama atau bahkan lebih besar dan menekan adanya kesalahan ( human error ) yang dilakukan oleh pekerja [1]. Suatu sistem mekanik secara otomatis dalam pengisian cairan kedalam botol ( Liquid filling ) adalah salah satu produk perkembangan  teknologi  dalam  dunia  industri.  Sistem  tersebut  diciptakan  untuk menciptakan suatu efisiensi yang diharapkan dapat memberikan dampak yang baik dalam dunia industri khususnya yang memproduksi produk dengan fasa cair. Sistem pengisian ( filling ) kedalam botol dalam industri kecil skala rumah tangga ( home industry ) seperti sirup, saus,  susu  dan madu masih  kurang efisien  karena biasanya masih  menggunakan sistem manual [2].
Pada beberapa penelitian mengenai penggunaan Telegram dalam ranah Internet of  Things adalah sebuah solusi  yang tepat.  Menurut  [3]  dalam penelitian implementasi Internet  of  Things Pada  Sistem  Kendali  Lampu  Rumah  Menggunakan Telegram Messenger Bot Dan NodeMCU menyebutkan bahwa Telegram dapat mengirimkan pesan balik  ke  bot Telegram sebagai  tanda  bahwa  sistem  sudah  merespon  perintah  untuk menyalakan  dan  memadamkan  lampu  secara  efisien  dan  tepat.  Selanjutnya,  penelitian oleh [4] tentang Pemanfaatan Aplikasi Telegram dan Internet of Things pada Pemantauan Tempat  Sampah  menghasilkan  data,  ternyata  Aplikasi Telegram juga  mampu menampilkan  informasi  mengenai  isi  dari  tempat  sampah  dengan  kondisi  terkini. Monitoring dengan  menggunakan Internet  of  Things dapat  digunakan  sebagai  sarana untuk keamanan data rancang bangun yang dibuat. Menurut beberapa kajian kepustakaan, pada  penelitian  sebelumnya  tentang  rancang  bangun liquid  filling  machine belum  ada penambahan  sebuah  sistem  keamanan  data  dengan  menggunakan Telegram .  Pada rancang  bangun  sebelumnya  hanya  melakukan  sebuah  rancang  bangun liquid  filling machine ataupun  penambahan  monitoring  dengan  menggunakan  aplikasi  lain  seperti MQTT[5]. Berdasarkan latar belakang tersebut peneliti merencanakan membuat rancang bangun automatic liquid filling machine berbasis Internet of Things (IoT) menggunakan NodeMCU dan Telegram ,  yang  dapat  melakukan  monitoring  dan  menambahkan  fitur keamanan data pada rancang bangun tersebut.

## Metode
Metode  penelitian  yang  digunakan  yaitu  metode  penelitian  dan  pengembangan Prototype . Metode ini mempunyai 4 tahapan yaitu Tahap Communication, Tahap Quick plan , Tahap Perancangan dan Tahap Pengujian. Tahapan Komunikasi (Communication) merupakan cara perolehan informasi terhadap penggunaan alat yang dibutuhkan dalam rangka mencapai tujuan penelitian. Dalam tahap ini juga dilakukan komunikasi dengan ahli-ahli guna untuk mengetahui bagaimana gambaran sistem yang diperlukan, kemudian tahap  selanjutnya  menjadikan  bahan  referensi  dalam  membangun  sistem  yang  akan dibutuhkan.  Pada  awal  sekali,  dilakukan  pencarian literatur e  yang  akan  menjadi pertimbangan dalam membangun sistem.
Pada  tahap Quick  plan merupakan  perencanaan  awal  mengenai  kebutuhan penelitian  dengan  melakukan  analisa.  Pada  tahap  ini  menguraikan  analisis  kebutuhan sistem.  Langkah  awal  yang  dilakukan  adalah  mengidentifikasi  kebutuhan  dalam merancang  alat  tersebut.  Langkah  ini  menentukan  spesifikasi  yang  diperlukan  sistem, keluaran  output  yang  akan  dihasilkan  dan  proses  yang  dibutuhkan  untuk  mengolah inputan sehingga menghasilkan output yang diinginkan.
Tahap  Perancangan  merupakan  suatu  hal  yang  dilakukan  untuk  mempermudah proses  pembuatan  alat,  konsep  rancangan prototype alat  perancangan  sistem  pengisian cairan otomatis dan monitoring hasil dari pengisian cairan otomatis. Dalam membangun prototype didefinisikan sebagai perancangan sementara sistem yang dibuat sebagai tahap awal  membuat  suatu prototype sistem  sebelum  diubah  ke  dalam  bentuk  pemograman. Pada tahap ini akan dibuatkan sebuah scenario arsitektur sistem rancangan sistem yang menjadikan  perangkat  yang  digunakan  menjadi  sebuah  sistem  guna  rangkaian  tersebut dapat diprogram pada tahap selanjutnya.
Setelah  perancangan  dan  pembuatan  alat  maka  langkah  selanjutnya  adalah Tahapan  Pengujian  yaitu  menguji  dan  menganalisa  alat  yang  telah  dibuat  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.  Pada tahap metodologi penelitian penulis mencari data dan bahan atau teori sebagai pendukung yang berhubungan dengan penelitian ini. dintaranya sebagai berikut:
Gambar 1. Tahapan Penelitian

## Hasil dan Pembahasan

## a. Analisis Kebutuhan
Dalam  pembuatan system  automatic  liquid  filling  machine berbasis  internet  of things menggunakan NodeMCU dan Telegram ,  dibutuhkan  beberapa  perangkat  lunak (softwar e) dan tools . Hal ini guna mendukung perangkat keras bisa berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Berikut ini beberapa software yang dibutuhkan:
Tabel 1. Kebutuhan Perangkat Lunak No Software Kegunaan 1 Arduino IDE Untuk membuat, membuka, mengedit, dan memvalidasi kode pemograman pada board yang ingin diprogram. 2 Fritzing Untuk membuat skematik perangkat keras.
3 CorelDraw X7  Untuk membuat design atau rancangan gambar. 4 Telegram Untuk  monitoring  hasil  data  pengeluaran  cairan, ketersediaan  cairan,  jumlah  ml  yang  dikeluarkan,  dan hasil produk yang dihasilkan. Dalam  pembuatan system  automatic  liquid  filling  machine berbasis internet  of things menggunakan NodeMCU dan Telegram ,  dibutuhkan  beberapa  perangkat  keras ( hardware )  baik  itu mikrokontroler atau komponen yang lainnya.  Pemilihan perangkat keras harus diidentifikasi terbelih dahulu agar sistem dapat berjalan dengan baik sesuai dengan yang diharapkan atau dibutuhkan. Berikut ini adalah daftar kebutuhan perangkat keras:
Tabel 2. Kebutuhan Perangkat Keras No  Komponen Kegunaan Jumlah 1 Listrik PLN Sebagai  sumber  tegangan  yang  diperlukan  oleh sistem. 1 2 NodeMCU ESP8266 Digunakan  untuk  mikrokontroler  yang  terhubung ke  firebase  agar  bisa  terhubung  ke  aplikasi Telegram . 2 3 Sensor Infrared Sebagai  sensor  pendeteksi  benda  yang  ada  di depannya. 2 4 Sensor Ultrasonik berfungsi  sebagai  pengukur  ketersediaan  cairan didalam  wadah  menggunakan  Sinyal  ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. 1 5 Conveyor Automation Berfungsi  sebagai  alat  berjalannya  botol  untuk proses pengisian. 1 6 Motor DC Berfungsi  sebagai  penggerak  arah conveyor Automation. 1 7 LCD Berfungsi sebagai media tampilan hasil pengisian cairan otomatis. 1
8 Relay Berfungsi sebagai mengendalikan dan mengalirkan listrik. 2 9 Motor pompa air Berfungsi  untuk  mengalirkan  cairan  di  dalam wadah ke dalam botol. 1

## b. Perancangan
Perancangan alat ini menggunakan mesin conveyor yang diatasnya terdapat botol – botol untuk diisi air melalui selang yang tersambung pada pompa air. Pada rangkaian kontrol  terdiri  dari  beberapa  bagian  utama  yaitu, NodeMCU ,  relay,  sensor  ultrasonik, sensor  infrared,  LCD, driver motor,  pompa  air. NodeMCU berfungsi  sebagai  pengatur dan pengendali masukan dari sensor infrared dan sensor ultrasonik.
Sensor infrared sebagai masukan ke NodeMCU berperan sebagai pembaca botol yang  diisi  otomatis  di  atas conveyor .  Sedangkan  sensor  ultrasonik  berperan  sebagai pembaca  ketinggian  air  di  dalam  wadah  dan driver  motor sebagai  penggerak  laju  dari conveyor dimana yang diatasnya terdapat sebuah botol kosong yang mana akan diisi air oleh selang yang telah tersambung pada pompa air. Suplai listrik bersumber dari PLN, maka relay berperan untuk mengubah tegangan yang bersumber dari PLN yang berupa tegangan  AC  menjadi  tegangan  DC  sesuai  dengan  kebutuhan  alat.  Selanjutnya,  listrik yang sudah diubah menjadi tegangan DC akan menghidupkan NodeMCU dan komponen lain  yang  terhubung  dengan NodeMCU .  Rangkaian  dapat  dilihat  pada  blok  diagram gambar berikut ini:
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Perancangan
Pada perancangan perangkat lunak ( software ) dalam membuat sistem pengisian cairan  kedalam  botol,  menjadi  penting.  Perancangan  sebuah  proses  operasional  pada Rancang  Bangun Automatic  Liquid  Filling  Machine Berbasis Internet  of  Things menggunakan NodeMCU dan Telegram dalam  bentuk Flowchart dan program arduino IDE agar mudah memahami proses yang akan dikerjakan.
Secara garis besar perancangan sistem pengisian cairan otomatis ini menggunakan Program NodeMCU sebagai kontrol yang berfungsi untuk mengatur kinerja dari seluruh komponen pada sistem yang terpasang. Berikut flowchart diagram dari rancang bangun Automatic Liquid Filling Machine berbasis Internet of Things menggunakan NodeMCU dan Telegram pada gambar di bawah ini:
Gambar 3. Flowchart Secara Manual
Gambar 4. Flowchart Secara Otomatis
Berikut ini adalah perancangan rangkaian dari rancang bangun automatic liquid filling  machine berbasis internet  of  things menggunakan NodeMCU dan Telegram . Perancangan rangkaian ini dapat mempermudah dalam melaksanakan pemrograman dan meminimalisir kesalahan pada rangkaian yang akan dirancang. Dapat dilihat bahwa setiap sensor  dan  peralatan  yang  digunakan  memiliki  fungsi  tersendiri.  Bentuk  rangkaian keseluruhan alat dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 6. Perancangan Rangkaian

## c. Pengujian Alat
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari alat yang dirancang, apakah sesuai  dengan  yang  diperintahkan  atau  sebaliknya.  Pengujian  dilakukan  dengan  cara mengukur  langung  tingkat  berat/level  yang  dikeluarkan  pompa  air  ke  botol.  Dari  hasil pengujian yang dilakukan didapatkan hasil bahwa pengisian cairan yang dilakukan oleh alat tersebut berlangsung secara konsisten dengan rentang waktu pengisian per 5 detik. Volume cairan yang terisi pada wadah berada pada berat rata-rata 250 gram. Menandakan bahwa rancangan alat (sensor) yang dirancang sudah sesuai.

## Gambar 7. Percobaan Pengisian Cairan
Pengujian ini bertujuan untuk  mengetahui kinerja dari bot Telegram ini apakah sesuai  dengan  yang  di  perintahkan  atau  sebaliknya.  Pengujian  dilakukan  dengan  cara NodeMCU harus selalu menyala dan terhubung ke jaringan internet. Walaupun ESP8266 terputus  dari  power,  saat  menyala  lagi  alat  ini  tidak  perlu  diprogram  kembali  karena programnya  sudah  tersimpan  dalam  ROM  dan  tidak  perlu  harus  terkoneksi  ke  PC. NodeMCU terkoneksi ke Telegram pada smartphone melalui internet. Setiap bot memiliki kode token. Token inilah yang nantinya akan mengakses data dari NodeMCU ke server Telegram bot  sehinnga bot  pada Telegram dapat  di  akses. Hasil dari pengujian ini bot
Telegram dapat memberikan notifikasi atau pemberitahuan jumlah stok dari cairan yang berada  pada  wadah  utama  setelah  pengisian  selesai.  Selain  itu  aplikasi  ini  juga  dapat memberikan notifikasi apabila jumlah cairan dalam wadah utama berada pada level kritis. Berikut  adalah  gambar  contoh  laporan  dari  bot Telegram setelah  selesai  pengisian (Gambar 8).

## Gambar 8. Pengujian Monitoring Dengan Telegram
Pengujian  ini  dilakukan  berdasarkan  simulasi  pada  sistem  kerja  alat  secara keseluruhan yang telah ditunjukkan pada gambar rangkaian keseluruhan. Untuk sensor, NodeMCU  menggunakan  tegangan  12  VDC  yang  bersumber  dari  relay  dan  12  VDC untuk  beban  motor  DC  berasal  dari  relay.  Di  bawah  ini  adalah  gambar  tegangan  dari pengujian keseluruhan dari rancangan alat ini:

## Gambar 9. Pengujian Keseluruhan
Hasil  dari  pengujian  alat  ini  secara  keseluruhan  adalah  alat  ini  dapat  bekerja dengan  baik.  NodeMCU  dapat  memerintahkan  setiap  komponen  dalam  rangkaian  alat untuk  bekerja  sebagaimana  mestinya.  Sensor Infrared dapat  melakukan  penyensoran pengisian cairan secara konsisten dengan rentang waktu 5 detik dengan berat yang relatif konstan  yaitu  250  ml.  Sensor  ultrasonic  menjalankan  fungsinya  sebagai  pengukur ketersediaan  cairan  didalam  wadah  menggunakan  Sinyal  ultrasonik  yang  dibangkitkan akan  dipancarkan  dari transmitter  ultrasonic dan  Motor  DC  dapat  menggerakkan Conveyor Automation untuk menjalankan botol dalam proses pengisian dengan baik dan stabil.

## Kesimpulan
Dengan adanya a utomatic liquid filling machine berbasis Internet of Things (IoT) menggunakan NodeMCU dan Telegram ini akan mempermudah proses pengisian cairan secara  otomatis  kedalam  botol  ( Liquid  filling )  menciptakan  suatu  efisiensi  yang diharapkan dapat memberikan dampak yang baik dalam dunia industri khususnya yang memproduksi  produk  dengan  fasa  cair,  dan  meminimalisir  kesalahan  pekerja  ( human error ). Dengan adanya Telegram dapat membantu monitoring sehingga keamanan data dalam proses pengisian cairan kedalam botol berbasis Internet of Things menggunakan Telegram menjadi lebih terjaga. Perancangan Automatic Liquid Filling Machine Berbasis Internet  Of  Things Menggunakan NodeMCU Dan Telegram dapat  menjadi  solusi permasalahan pengisian dan monitoring produksi bagi UMKM.
Adapun  saran  dari  penelitian  ini  bahwa  perlu  adanya  pengembangan  terhadap sistem yang telah dibuat sehingga sistem ini dapat menunjang produksi dengan cepat dan efisien. Untuk menjalankan sistem ini harus diimbangi dengan sumber daya manusia yang terampil.  Perlu  adanya  pengembangan  dan  pemeliharaan  terhadap  sistem  yang  telah dibuat sehingga sistem dapat dipergunakan sesuai dengan kebutuhan.

## Referensi
[1] S. Yatskiv, I. Voytyuk, N. Yatskiv, O. Kushnir, Y. Trufanova, and V. Panasyuk, “Improved Method of Software Automation Testing Based on the Robotic Process Automation Technology,” in 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies, ACIT 2019 - Proceedings 293–96 , doi: 10.1109/ACITT.2019.8780038.
[2] F. G. Airlangga, A. Triwiyatno, and etc, Sistem Automasi Pada Pengemasan Susu Dalam Botol Dengan Programmable Logic Controller (Plc) Omron Cp1E . Transient: Jurnal Ilmiah.
[3] M. Y. Efendi and J. E. Chandra, “Implementasi Internet of Things Pada Sistem Tenaga,” Glob. J. Comput. Sci. Technol. , vol. 19, no. 1, pp. 532–38.
[4] A. Alif, Arsadi, and H. Emy, “Pemanfaatan Aplikasi Telegram Dan Internet of Things Pada Pemantauan Tempat Sampah,” J. Nas. Inform. Dan Teknol. Jar. , vol. 5, no. 140.
[5] A. Syarif and  dan I. P. Harianto, “Rancang Bangun Automatic Liquid Filling Machine Berbasis IoT (Internet of Things,” JoTI , vol. 3, no. 1, doi: 10.37802/joti.v3i1.178.
[6] P. P. W. Rosita Yuni, “Engineering of Smart Home System Using NodeMCU Esp8266 Based on Telegram Messenger Communication,” Techno.COM , vol. 18, no. 4, pp. 348–60.