## Rancang Bangun Timbangan Otomatis Granula Obat Yang Dilengkapi Chamber Berbasis Arduino Uno
Hasmah 1 , Risnawaty Alyah 2 , Usman Umar 3 , St. Fatimang 4 , LD Muh Dandi 5 1,3,4,5 Teknologi Elektro-medis, Politeknik Kesehatan Muhammadiyah Makassar 2 Teknik Elektro, Universitas Sawerigading Makassar Email : hasmahatem@gmail.com

## Artikel info
Artikel history:
Received;25-10-2022 Revised:02-01-2023 Accepted;09-01-2023

## Keyword:
Arduino, granules, pharmacy, load cells, servo motors
Abstract. The terms granule and granulation are familiar terms in the pharmaceutical field. Granulation activities cannot be separated from the weighing process. Granules are lumps of smaller particles with an uneven  shape  that  become  like  a  single  larger  particle.  In  general, pharmacists still use analytical balances to weigh. Weighing using an analytical balance tends to be inefficient because it takes a long time. In  this  study,  a  weighing  system  was  designed  with  the  function  of automatically weighing drug granules and equipped with a container to accommodate the granules so that there is no need to manually load the granules onto the scales. The purpose of designing this tool is to make it easier for pharmacists to weigh drugs during granulation and make drug preparations. The design of this tool uses a load cell sensor, a servo motor to open and close the flow rate of drug granules from the  container  automatically,  and  a  DC  motor  to  help  accelerate  the flow rate of drug granules to the container, which is detected by the load cell sensor. Implementation of the results of this study can be used by laboratory personnel to weigh chemical substances in the form of powders  and  pharmacists  to  make  it  easier  to  weigh  medicine granules.  The  results  of  the  readings  from  the  automatic  weighing device are compared with the results from digital scales, which show an average deviation of 40%.
Abstrak. Istilah  granula  dan  granulasi  adalah  istilah  yang  akrab  di bidang  farmasi.  Kegiatan  granulasi  tidak  lepas  dari  proses penimbangan.  Granul  merupakan  gumpalan-gumpalan  dari  partikel- partikel  yang  lebih  kecil  dengan  bentuk  tidak  merata  dan  menjadi seperti  partikel  tunggal  yang  lebih  besar  Pada  umumnya  tenaga farmasi  masih  menggunakan  neraca  analitik  untuk  menimbang. Penimbangan  dengan  menggunakan  neraca  analitik  cenderung  tidak efisien  karena  membutuhkan  waktu  yang  lama.  Pada  penelitian  ini dirancang suatu sistem penimbangan dengan fungsi menimbang secara otomatis  granula  obat  yang  dilengkapi  dengan  wadah  utuk menampung  granula  obat  sehingga  tidak  perlu  memasukkan  granula obat  ke  atas  timbangan  secara  manual.  Tujuan  perancangan  alat  ini adalah  memudahkan  tenaga  farmasi  untuk  menimbang  pada  saat granulasi dan membuat sediaan obat. Rancangan alat ini menggunakan sensor  load  cell,  motor  servo  untuk  membuka  dan  menutup  laju  alir granula obat dari wadah secara otomatis dan motor DC berfungsi untuk

## Lontara

## Journal of Health Science and Technology
http://jurnal.poltekkesmu.online/lontarariset
Vol 4,  No. 1, June 2023, pp 8-15 p-ISSN:0000-0000 dan e-ISSN: 2721-6179 DOI: https://doi.org/10.53861/lontarariset.v4i1
Rancang Bangun Timbangan Otomatis Granula Obat Yang Dilengkapi Chamber Berbasis Arduino Uno (Hasmah, Risnawaty Alyah, Usman Umar, St. Fatimang, LD Muh Dandi)
9
membantu  memperlancar  laju  alir  granula  obat  ke  wadah  yang dideteksi oleh sensor load cell. Implementasi hasil penelitian ini dapat digunakan oleh tenaga laboratorium untuk menimbang zat kimia yang berupa  serbuk  dan  juga  para  apoteker  untuk  mempermudah menimbang garanula obat. Hasil pembacaan alat timbangan otomatis dibandingkan  hasilnya  dengan  timbangan  digital  yang  menunjukkan rata-rata simpangan 40%.
Kata Kunci: Arduino, granula, farmasi, load cell, motor servo Coresponden author: Email: hasmahatem@gmail.com
artikel dengan akses terbuka dibawah lisensi CC BY -4.0

## PENDAHULUAN
Salah  satu  aktifitas  yang  sering  kita  jumpai  di  laboratorium  adalah  penimbangan  massa  zat. Pada umumnya penimbangan massa zat dilakukan dengan menggunakan neraca analitik digital.  Dalam dunia Farmasi penimbangan dilakukan untuk mengukur massa granul obat sebelum dijadikan sediaan obat atau pada saat granulasi. Granul merupakan gumpalan-gumpalan dari partikel-partikel yang lebih kecil  dengan  bentuk  tidak  merata  dan  menjadi  seperti  partikel  tunggal  yang  lebih  besar  sedangkan granulasi  serbuk  ialah  proses  membesarkan  ukuran  partikel  kecil  yang  dikumpulkan  bersama-sama menjadi  agregat  (gumpalan)    yang  lebih  besar,  secara  fisik  lebih  kuat  dan  partikel  orisinil  masih teridentifikasi  dan  membuat  agregat  mengalir  bebas  (Elisabeth  V,  2018).  Hal  yang  senada  tentang granulasi  dikemukan  oleh    (Hadisoewignyo,  L.,  &  Fudholi,  A.,  2013)    yang  menyatakan  bahwa granulasi adalah beberapa proses yang bertujuan menyatukan partikel yang kecil bersama-sama menjadi partikel yang lebih besar membentuk gumpalan yang permanen agar dapat mengalir bebas seperti pasir yang kering.
Istilah granula dan granulasi adalah istilah yang akrab di bidang farmasi. Kegiatan granulasi tidak lepas dari proses penimbangan. Kegiatan penimbangan bertujuan untuk mendapatkan nilai suatu besaran  massa  (Tirtasari,  N.  L.,  2017).  Setelah  proses  penimbangan  selanjutnya  dibuat  sediaan  obat dalam  bentuk  tablet  atau  bentuk  sediaan  obat  yang  lain.  Tablet  merupakan  bentuk  sediaan  yang diperoleh  dari  campuran  serbuk  bahan  obat  dan  bahan  tambahan  yang  dikompresi  dalam  die  untuk menghasilkan  bentukan  padat  (Zulkarnain,  I.,  Ramadhan,  M.,  &  Anwar,  B.,  2019).  Penimbangan granula  obat  pada  umumnya  masih  dilakukan  secara  konvensional  seperti  neraca  analitik  atau timbangan digital yang dibatasi dengan dinding agar terlindung dari pengaruh luar dan sentuhan tangan untuk menjaga ketelitian timbangan tersebut. Penimbangan obat dengan menggunakan neraca analitik cenderung membutuhkan waktu yang lama dan tidak efisien.
Pada penelitian ini dirancang suatu alat yang fungsinya bukan hanya menimbang granula obat tetapi dilengkapi dengan wadah sehingga penimbangan granula obat dapat tugasnya. dilakukan dengan berbagai massa dengan settingan otomatis sehingga mempermudah tenaga farmasi melakukan tugasnya.
Sistem  alat  ini  terdiri  dari  chamber  atau  wadah  untuk  menampung  granula  obat,  timbangan digital  yang  disetting  otomatis,  dan  corong  yang  menghubungkan  antara  wadah  dengan  timbangan.
Dengan  memanfaatkan  motor  servo  untuk  membuka  dan  menutup  laju  alir  granula  obat  dari  wadah secara otomatis dan motor DC berfungsi untuk membantu memperlancar laju alir granula obat ke wadah dideteksi oleh sensor load cell.
Timbangan digital dapat dibuat dengan menggunakan load cell yang merupakan sensor gaya berbasis  pada  bahan  piezoelektrik.  Load  cell  banyak  digunakan  dalam  industri  yang  memerlukan peralatan  untuk  mengukur  massa.  Load    cell    banyak    digunakan    sebagai    sensor  pada    timbangan digital seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Ridwan Abdullah dengan rata-rata  hasil pengujian timbangan digital telah dilakukan memperoleh persentase  kesalahan  sebesar  0,39 % (Sani, R. A., & Maha, A. I., 2018).  Penelitian lain yang merancang timbangan menggunakan sensor load cell berbasis arduino menghasilkan timbangan dengan Ketidakpastian akurasi 0.130 kg (Anwari, S., 2017).

## BAHAN DAN METODE
Jenis  penelitian  ini  merupakan  penelitian  pengembangan  (Research  and  Development)  yang tergolong level 1. Penelitian pengembangan level 1 menurut Jatmika et al, (2019), rancangan produk yang dihasilkan divalidasi secara internal tetapi tidak diproduksi dan tidak ada pengujian di lapangan.
Penelitian  dilakukan  di  workshop  Prodi  Teknologi  Elektro-Medik  Muhammadiyah  Makassar  pada bulan April-Juli 2022. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: arduino uno, Liquid Crystal Display (LCD) 20 x 4 cm, sensor load cell, buzzer, motor DC, photodioda dan motor servo. Sedangkan alat-alat yang digunakan seperti: Solder, timah, bor, penghisap timah, multimeter, toolset.
Pada dasarnya penelitian ini adalah merancang suatu alat instrumen dengan yang mempunyai dua fungsi, yaitu berfungsi sebagai wadah untuk menampung atau granul obat dan sejaligus menimbang massa granul obat tersebut. Rancangan alat ini menggunakan modul HX711, yaitu modul timbangan yang  memiliki  prinsip  kerja  mengkonversi  perubahan  yang  terukur  dalam  perubahan  resistansi  dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan yang melalui rangkain yang ada.
Sampel penelitian yang sekaligus sebagai bahan yang digunakan adalah serbuk obat. Sementara rancangan  alat  merupakan  instrumen  pengukuran  yang  berupa  rangkaian  komponen-  komponen elektronika yang berbasis Arduino Uno sehingga perlu memodifikasi software. Ada empat tahap utama dalam  penelitian  ini  setelah  menyiapkan  alat  dan  bahan  adalah  memodifikasi  software  arduino  uno, merancang alat, uji coba pengukuran massa serbuk obat dengan rancangan alat, dan membandingkan hasil penimbangan massa granul obat dengan hasil timbangan digital. Statistik yang digunakan adalah statistik deskriptif yang mencari rata-rata hasil penimbangan alat dan simpangan atau varians timbangan dibandingkan timbangan digital.
Rancangan  alat  menggunakan  Arduino  uno  yang  merupakan  salah  satu  jenis  rangkaian mikrokontroler  yang  menggunakan  sistem  physical  computing.  Arduino  uno  adalah  papan
mikrokontroler  berbasis  ATmega  328P  (Swathi,  K.,  et.al.,  2018).  Pada  papan  arduino  uno  terdapat beberapa pin input dan output yaitu pin 0 hingga 13 digunakan untuk sinyal digital (Thamrin, T., et.al., 2017). Mikrokontroller ATmega dapat mengeksekusi perintah hingga 16 juta per detik (Zakariyya, O. S., et.al, 2017). Untuk software, microcode ATmega dikembangkan di Arduino IDE (LA, Ajao, et.al., 2017). Arduino IDE merupakan aplikasi Java Cross-plat-form yang berfungsi sebagai code edit atau penyusun yang mampu mentransfer firmware secara serial ke board (Dutta, J., & Roy, S., 2017). Prinsip kerja dan langkah kerja rancangan alat tersebut ditunjukkan pada Gambar 1:
Suplai listrik dengan tegangan 220 V masuk ke Power Supply untuk menyuplai tegangan ke seluruh  rangkaian.  Arduino  UNO  sebagai  mikrokontroler  pada  alat  untuk memberikan  perintah,  lalu LCD  disini  berfungsi  untuk  menampilkan  data  kemudian  masuk  ke  Rotary  Encoder  yang  berfungsi untuk  tombol  Start,  UP/Down,  Reset  kemudian  sensor  Photodioda  berfungsi  untuk  mendeteksi chamber/wadah, kemudian masuk ke sensor Load cell berfungsi untuk mendeteksi berat dari granula obat kemudian Modul HX711 berfungsi untuk mengonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi  dan  mengonversinya  ke  dalam  besaran  tegangan,  kemudian  Motor  Servo  berfungsi  untuk membuka dan menutup laju alir  granula obat dari wadah secara otomatis, kemudian Driver berfungsi sebagai saklar otomatis untuk mengaktifkan motor DC kemudian motor DC berfungsi untuk membantu memperlancar laju alir granula obat ke wadah, kemudian buzzer berfungsi sebagai Indikator.

## Gambar 1 Blok Diagram

## HASIL
Rancangan  alat  terdiri  dari  gabungan  beberapa  blok  diagram  kemudian  alat-alat  dirangkai dengan  menggunakan  komponen  utama  sebagai  berikut:  mikrokontroler,  modul  Arduino  Uno,  Load Cell, penguat instrumentasi, dan LCD (Sani, R. A., & Maha, A. I., 2018). Hasil penelitian ini berupa
Gambar 2 Flowchart
Rancang Bangun Timbangan Otomatis Granula Obat Yang Dilengkapi Chamber Berbasis Arduino Uno (Hasmah, Risnawaty Alyah, Usman Umar, St. Fatimang, LD Muh Dandi)
modul timbangan yang dapat digunakan untuk menimbang massa granula obat secara otomatis seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Katub yang menghubungkan antara chamber dengan timbangan membuka dan menutup dengan baik yang menunjukkan bahwa motor servo bekerja dengan baik. Pembacaan timbangan ditunjukkan pada LCD.
Modul timbangan tersebut diuji dengan massa granula yang berbeda kemudian dibandingkan dengan  hasil  timbangan  digital.  Hasil  penimbangan  massa  rancangan  alat  dan  timbangan  massa ditunjukkan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Hasil Pembacaan Timbangan
Percobaan ke Timbangan Alat (gr) Timbangan Digital (gr) Simpangan 1 20 21 1 2 25 25 0 3 30 30 0 4 50 51 1 5 75 75 0 6 100 100 0 7 125 125 0 8 150 151 1 9 175 175 0 10 200 201 1 Rata-Rata 95 gr 95,4 gr 0,4
Sumber: Data Primer, 2022
Tingkat kesalahan atau simpangan modul tersebut dihitung dengan menghitung selisih rata-rata pembacaan rancangan alat dan rata-rata pembacaan alat standar dikali 100 % (Sani, R. A., & Maha, A. I., 2018). Data hasil pembacaan alat berdasarkan Tabel 1 cukup jauh intervalnya, yakni: yakni 20 gr, 25 gr, 30 gr, 50 gr,75 gr,100 gr,125 gr, 150 gr, 175 gr, dan 200 gr dan hanya satu kali pengukuran pada

## Gambar 3 Rancangan timbangan granul obat
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.4 No.1 2023 e-ISSN 2721-6179 14
setiap satuan massa sehingga tidak mendapatkan data rata-rata dari setiap pengukuran massa. Rumus untuk  menghitung  ketelitian  timbangan  alat  menggunakan  rata–rata  selisih  pembacaan  timbangan standard dan rancangan timbangan.

## PEMBAHASAN
Pada saat alat ini digunakan, secara keseluruhan komponen dari alat dapat berfungsi dengan baik. Percobaan dilakukan sebanyak sepuluh kali dimulai dari massa 20 gr, 25 gr, 30 gr, 50 gr,75 gr,100 gr,125 gr, 150 gr, 175 gr, dan 200 gr. Perbedaan hasil timbangan alat dengan timbangan otomatis terjadi sebanyak empat kali dengan masing-masing simpangan 1 gram. Penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti  sebelumnya  memperoleh  rata-rata    hasil  pengujian  timbangan  digital  dengan  persentase kesalahan  sebesar  0,39 % (Sani, R. A., & Maha, A. I., 2018). yang juga menggunakan sensor load cell.
Penelitian  lain  yang  merancang  timbangan  menggunakan  sensor  load  cell  berbasis  arduino menghasilkan  timbangan  dengan    ketidakpastian  akurasi  0.130  kg  (Anwari,  S.,  2017).  Penelitian selanjutnya  yang juga menggunakan sensor  load  cell menunjukkan  bahwa  sensor load  cell memiliki tingkat akurasi ± 0,05 dalam skala satuan kilogram (kg) (Aliyanto, A. N. (2018).

## KESIMPULAN DAN SARAN
Tingkat  kesalahan  rancangan  alat  ini  cukup  tinggi  tetapi  masih  dapat  digunakan  untuk menimbang  granula  obat  yang  memiliki  massa  satuan  gram.  Untuk  meningkatkan  ketelitian penimbangan rancangan alat ini diharapkan peneliti selanjutnya dapat memodifikasi softwarenya agar dapat menimbang massa granula obat dengan ketelitian persepuluh atau perseratus gram.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  yang  luar  biasa  untuk  semua  pihak  yang  sudah  banyak  membantu penelitian ini hingga dapat terlaksana dengan lancar dan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Aliyanto, A. N. (2018). Perancangan Sistem Timbangan Digital Berbasis Arduino Mega 2560. Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura , 2(1).
Anwari, S. (2017). Perancangan dan Kalibrasi Timbangan Digital. Jurnal Elkommika , 5, 106-118.
Dutta, J., & Roy, S. (2017, January). IoT-fog-cloud based architecture for smart city: Prototype of a smart building. In 2017 7th International Conference on Cloud Computing, Data Science & Engineering-Confluence (pp. 237-242). IEEE.
Elisabeth, V. (2018). Formulasi sediaan granul dengan bahan pengikat pati kulit pisang goroho (Musa acuminafe L.) dan pengaruhnya pada sifar fisik granul. Pharmacon , 7(4).
Hadisoewignyo, L., & Fudholi, A. (2013). Sediaan Solida . Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Rancang Bangun Timbangan Otomatis Granula Obat Yang Dilengkapi Chamber Berbasis Arduino Uno (Hasmah, Risnawaty Alyah, Usman Umar, St. Fatimang, LD Muh Dandi)
Jatmika,  S.  E.  D.,  Jatmika,  S.  E.  D.,  Maulana,  M.,  KM,  S.,  &  Maulana,  M.  (2019). Pengembangan Media Promosi Kesehatan .
LA, Ajao., JG Kolo, A. A., & OC Inalegwu, B. K. (2017). Embedded System Based Internet of Things for Smart Home/Office Appliances Control using Wi-Fi Technology .
Sani, R. A., & Maha, A. I. (2018). Konstruksi timbangan digital menggunakan load cell berbasis arduino uno dengan tampilan lcd (liquid crystal display). EINSTEIN (e-Journal) , 5(2).
Swathi, K., Sandeep, T. U., & Ramani, A. R. (2018). Performance Analysis of Microcontrollers Used in IoT Technology . International Journal of Scientific Research in Science, Engineering, and Technology , 4(4), 1268-1273.
Thamrin,  T.,  Faiza,  D.,  &  Jasril,  I.  R.  (2017).  Rancang  bangun  alat  pengaduk  bubur  otomatis menggunakan sensor suhu berbasis Arduino Uno. Jurnal Teknologi Informasi dan Pendidikan , 10(3), 87-100.
Tirtasari, N. L. (2017). Uji kalibrasi (ketidakpastian pengukuran) neraca analitik di laboratorium biologi FMIPA UNNES. Indonesian Journal of Chemical Science , 6(2), 151-155.
Zakariyya,  O.  S.,  Salami,  A.  F.,  Alabi,  O.  O., &  Usman,  A.  M.  (2017). Design  of  a  Bimodal  Home Automation System using ESP8266 and ATMEGA328 Microcontroller .
Zulkarnain,  I.,  Ramadhan,  M.,  &  Anwar,  B.  (2019).  Implementasi  Alat  Pendeteksi  Warna  Benda Menggunakan  Fuzzy  Logic  dengan  Sensor  TCS3200  Berbasis  Arduino. Jurnal  Teknologi Sistem Informasi dan Sistem Komputer TGD , 2(2), 106-117.