## RANCANG BANGUN MINIATUR MESIN OTOMATIS MINUMAN KALENG BERBASIS ARDUINO UNO
Fina Supegina 1 Achmad Munandar 2
1,2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Mercubuana, Jakarta, Indonesia Email: fina.supegina@mercubuana.ac.id Abstrak - Pada perkembangan teknologi  yang  semakin  canggih  saat ini, lebih memudahkan pelayanan kepada pengguna untuk  sarana dan prasarana. Pada mesin penjual otomatis  dapat  menjual  barang kepada konsumen  hanya dengan mamasukan  uang koin/kertas  lalu teknologi semakin memfokuskan fungsi  dan tujuan  penggunaannya Sehingga  mesin penjual otomatis hanya  dapat  dioperasikan seseorang yang  memiliki  sebuah account yaitu ID  dan password untuk dapat mengakses lalu memilih minuman dari mesin otomatis.
HMI  (Human  Machine  Interface) yaitu sebuah perangkat yang menghubungkan manusia dengan mesin adalah keypad . Keypad merupakan input  untuk  sistem  kerja dari sebuah mesin otomatis  yang dibuat  dari  berbagai  metode mekanik, metode  elektrikal maupun metode algoritma pemrogramannya.
Maka perancangan  miniatur mesin otomatis           minuman          kaleng
merupakan usaha pengembangan teknologi sebelumnya yang mempermudah penggunaan dengan berbasis arduino uno menjadi pengenalan  teknologi  akses kode kepada  masyarakat khususnya  usia dini.
Dari  percobaan  yang telah  dilakukan pada perancangan  miniatur  mesin otomatis  minuman  kaleng  maka perancangan  alat ini dapat digunakan pada khalayak  umum  khususnya pengguna    yang   di   bawah   umur dengan  syarat  pengguna memiliki account untuk   memilih   minuman dari    miniatur  mesin    minuman tersebut  dikarenakan  miniatur ini sebagai  fasilitas  pembagian minuman disebuah sekolah yang hanya memiliki satu kali kesempatan dalam pengambilan minuman.
Kata  kunci : account, ID, password, keypad , Arduino Uno

## PENDAHULUAN
Pada  era  modern  saat  ini  banyak kemudahan  pelayanan  untuk  sarana
dan  prasarana  yang serba  canggih, terkadang  pelayanan  dan  sarana tersebut    yang  berada    ditempat- tempat tertentu bersifat privasi. Sehingga  untuk mengorasikan mesin tersebut    harus   memiliki account
yaitu  ID  dan Password sebagai  kode akses.
Oleh  karena  itu  mesin  minuman ini dibuat untuk ditempatkan pada tempat  yang khusus  menyediakan fasilitas minuman bagi anggota
maupun orang yang berada keterkaitan  pada  tempat terserbut, contohnya kantor, sekolah dan universitas.  Penggunaan  pada mesin ini  yaitu dengan memasukan nomor pengenal  sebagai  ID  dan password sebagai  akses untuk menggunakan mesin ini.
Batasan Masalah
Secara  umum batasan  masalah yang dibahas  dalam  Penelitian  ini meliputi login, sistem kontrol, dan sensor. Pembatasan masalah meliputi :
1.  Mikrokontroller   Atmega   328
pada  arduino sebagai
pengendali utama sistem
2.  Pembahasan   perangkat   lunak ( software ) yang digunakan
3.  Pembahasan  tentang masukkan akses kodedari  sebuah account , keypad 4x4 sebagai  masukkan untuk   mengoperasikan miniatur mesin minuman kaleng.
4.  Prinsip   kerja   sistem   beserta pengujiannya.

## Tujuan
Tujuan dari  pembuatan  penelitian ini  yaitu membuat  sebuah miniatur mesin otomatis  minuman kaleng untuk  digunakan  seorang pengguna dengan  cara masukkan  kode-kode account dari  nomor pengenal  sebagai ID dan password sebagai akses kode.

## LANDASAN TEORI
Perangkat Masukan / Input
Perangkat input merupakan perangkat  yang  terhubung  dengan mikrokontroller    yang  berfungsi untuk memberikan masukan berupa logika khusus  sebelum  kemudian diproses  untuk dijadikan  aksi  pada perangkat keluaran.

## Keypad
Merupakan  jenis perangkat input yang  berfungsi  sebagai interface antara  perangkat  (mesin)  elektronik dengan  manusia  atau  dikenal  dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Masukan   perangkat   ini Vol.5 No.3 September 2014
akan  dibaca oleh  mikrokontroller dengan membedakan byte yang terdiri dari  bit-bit  yang beragam  untuk jenis tombol-tombol yang ada.

## Gambar 2.1 Keypad

## Sensor Ultrasonik
Gelombang    ultrasonik    adalah gelombang  dengan  besar  frekuensi diatas  frekuensi  gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan  bahwa  sensor ultrasonik terdiri dari  rangkaian pemancar ultrasonik  yang disebut transmitter dan  rangkaian  penerima ultrasonik yang disebut receiver .

## Perangkat Proses
Arduino uno adalah  salah satu jenis  mikrokontroller  yang sering digunakan  karena  faktor  didalamnya, baik  dari    bentuk    fisik    dan kemudahan dalam penggunaannya.
Jenis mikrokontroller ini mempermudah pengguna dan
software khusus  yang compatible
dengan  arduino.  Cara  pemrograman yang mudah dengan cukup menghubungkan    dengan    computer
melalui kabel USB(Universal Serial Bus) menjadi  salah  satu  faktor  juga jenis  arduino  yang satu  ini banyak diminati para pengguna.
Gambar 2.2 Arduino
ATmega328P
Merupakan  chip mikrokontroller AVR(Advenced    Vertile  RISC) keluaran perusahaan Atmel. Berdasarkan data sheet ATmega328P terdapat beberapa kemampuan yang terdapat didalamnya.  Hal  inilah  yang kemudian dikembangkan dalam bentuk papan  arduino,  kemampuan- kemampuan tersebut  seperti  halnya kemampuan chip mikrokontroller pada umumnya
a.  Sketch          IDE          (Integrated

## Development Environment)
Merupakan        software        yang dirancang         untuk         memenuhi penggunaan  papan  arduino dengan bahasa pemrograman sendiri. Pemrograman untuk arduino dengan menggunakan software ini  akan memudahkan  para pengguna karena bahasa pemrograman yang dirancang
untuk  lebih  mudah  dimengerti. Selain  itu  keunggulan  pada software ini adalah  tersedianya beberapa contoh pemrograman untuk sejumlah perangkat seperti blink , motor servo , LCD ( Liquid  Cristal  Display) , sensor ultrasonic dan lain sebagainya.
Beberapa  program  yang  telah dibuat pada perangkat lunak ini dapat langsung ditanam pada chip mikrokontroller pada papan  arduino dengan menggunakan  kabel USB (Universal  Serial  Bus) dengan  syarat tidak adanya kesalahan dalam penelitianan  programnya dan  sudah terhubung.  Istilah menanam  program ke chip mikrokontroller  inilah  yang sering disebut dengan proses upload
Gambar 2.3 Kabel USB Perangkat Keluaran / Output
Merupakan perangkat-perangkat yang bekerja  berdasarkan hasil dari
proses yang terjadi pada mikrokontroller. Dalam  arti lain bahwa perangkat output adalah perangkat  yang  akan  bekerja  setelah adanya perintah dari mikrokontroller.
Motor   Arus   Searah   atau   Motor DC (Direct Current)
Merupakan komponen  elektronik yang  mengubah    energi  listrik menjadi    energi    mekanik  berupa gerak  rotasi.  Pada motor DC(Direct Current) terdapat   jangkar   dengan satu  atau lebih kumparan terpisah. Tiap  kumparan  berujung  pada  cincin belah (komutator).

## Gambar 2.4 Motor

## Relay
Pada  relay memiliki  cara  kerja seperti  saklar  yang  dapat  meng-on- offkan nilai  keluaran  dari  masukan tergantung pada  perangkat output- nya .  Dalam  hal  ini  relay  hanya bertujuan  sebagai  saklar dengan memanfaatkan dua kondisi konfigurasi  relay  baik  NO  ( normally open) maupun    keadaan    NC ( normally  close) untuk  kemudian cukup dengan memberikan satu kondisi  pada  pin  yang terhubung dengan   elemen   relay   maka   relay dapat    bekerja  dengan    kondisi keluaran yang berbeda dengan awal.
Gambar 2.5 Relay 5V

## Indikator
Indikator         adalah         jenis komponen  yang digunakan  untuk penanda dari suatu kejadian baik saat terjadi  masukan    ataupun  juga penanda saat mikrokontroller memberikan  perintah  pada perangkat keluaran.  Pada umumnya komponen yang digunakan  untuk  indikator adalah  LED (Light  Emitter  Diode)
dan buzzer .
a. LED (Light Emitting Diode)
Merupakan suatu semikonduktor yang memancarkan
cahaya monokromatik  yang tidak  koheren ketika di beri tegangan maju.
program   sesuai   dengan   nada   dari program tersebut
Gambar 2.7 Buzzer
Perangkat Pendukung
Perangkat  yang digunakan  untuk menunjang kinerja  dari  keseluruhan perangkat  baik perangkat  output, perangkat  kontrol maupun perangkat input. Adapun  perangkat-perangkat yang dimaksud  adalah power  supply dankabel penghubung.

## Power Supply
Merupakan  pirantiyang  tersusun dari bebrapa  rangkaian  elektronika yang   berfungsi    untuk    menyuplai daya listrik  sesuai  dengan  kebutuhan piranti-piranti lainnya.Perangkat ini terdiri   dari   komponen   inti    yaitu baterai dan regulator.
Aki
Gambar 2.6 LED (Light Emitting Diode)
b.  Buzzer
Merupakan  komponen  yang  dapat mengeluarkan  suara beep, ketika diberikan tegangan  masukan dan beberapa  suara    ketika  masukan buzzer dari  mikrokontroller  yang  di
Merupakan  alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk  listrik.  Pada penggunaannya baterai disesuaikan dengan  jumlah seluruh kebutuhan  baik tegangan maupun arus di butuhkan.
Gambar 2.8 Aki 12V 300 mAh

## Regulator 5 Volt
Dengan pemilihan
jenis
IC(Integrated  Circuit) 7805 dengan segala  kelebihannya  regulator ini dapat menghasilkan  keluaran  berupa tegangan  yang  stabil  sebesar  5V. Penggunaan dari  regulator 5V seperti sensor jarak,  sensor  sentuh,  sensor kelembaban  serta sebagai  sumber untuk  mengaktifkan    perangkat seperti  perangkat  relay,  dan  lain sebagainya .

## Umum
Pada tahap ini merancang sebuah perangkat  ataupun  desain  maka  alur terlebih     dahulu     membuat     blok diagram       sistem       agar       dalam pembuatan   desain   mekanik,   desain elektrikal  dan  pem-programan  dapat terlaksana dengan sesuai.
Perancangan Mekanik a.  Desain Mekanik
Pada tahap  ini  triplek  dibentuk
dengan menggunakan softwaredesignautoCAD . Sehingga
dapat  menentukan  ukuran  dimensi alat otomatis  yang akurat dan presisi
dari   triplek   yang   digunakan   untuk pemotongan bahan.
Gambar 3.1 Desain 3D Autocad

## Perancangan Elektrikal
Pada tahap  ini  semua perangkat- perangkat komponen  dan sensor seperti Matriks    Keypad    4x4 dan sensor  ultrasonic sebagai  masukkan dari luar, lalu rangkaian relay sebagai saklar otomatis,  LCD (liquid  Crystal Display) menampilkan  instruksi  dan motor DC (Direct  Current) sebagai pendorong minuman  yangdisatukan untuk  bekerja dalam  satu  kesisteman alat  dengan  mikrokontroller  arduino sebagai  pengontrol  logika kesisteman secara keseluruhan.
Gambar 3.2 Sistematik Perangkat

## Pembuatan Regulator 5 Volt
Pada setiap
komponen elektronika  cenderung  membutuhkan tegangan  sebesar  5  volt,  maka  untuk Vol.5 No.3 September 2014 1 25
memenuhi kebutuhan tersebut diperlukan  sebuah  sumber tegangan sebesar  5 volt  yang disediakan oleh regulator.
Gambar 3.3 Rangkain Regulator Pada Proteus
Gambar 3.3 Regulator Perancangan Keypad 4x4
Pada proses scanning matrix keypad 4x4 memunculkan hasil angka lima .
Gambar  3.4  Rangkaian  Keypad ke Arduino
Gambar    3.5    Datasheet    Keypad

## Perancangan Relay
Penggunaan  relay disesuaikan dengan dua  keadaan  umum  yang  ada pada relay yaitu NO (normally Open)
dan NC  (Normally  Close). Sehingga dengan memanfaatkan  keadaan salah satunya  yaitu NO  (Normally  Open) maka  perancangan  relay  ini  akan memberikan  prinsip  kerja seperti saklar dengan  cukup  memberikan tegangan  5V pada  elemen  untuk menutupnya  “terhubung  pada beban” yaitu motor DC (Direct Current) .
Gambar   3.6   Rangkaian   Relay   dan Regulator
Pengujian    Arduino  dan  Sensor Ultrasonic    HC-SR04  dengan

## LCD
Setelah               masing-masing komponen  diuji  coba,  makan  proses selanjutnya    yaitu    menggabungkan semua  komponen  menjadi  kesatuan alat.      Masing-masing      komponen dihubungkan         terhadap         yang komponen yang berkaitan.

## PENGUJIAN
Umum
Miniatur mesin otomatis ini merupakan kesatuan kerja dari beberapa kerja perangkat penyusunnya.Perancangan    miniatur Vol.5 No.3 September 2014
mesin ini dimulai dengan menggali informasi dari berbagai  referensi sehingga menemukan  ide-ide  yang akhirnya  dapat merencanaan dan merancangan  serta  diakhiri  dengan sebuah tahap pengujian.
Pengujian    Perangkat    Penyusun

## Alat
Semua perangkat
penyusun memiliki tugas tersendiri yang kemudian  dapat  bekerja dengan perintah  dari  sebuah  masukan  yang dikelola  pada  mikrokontroller arduino.
Pengujian MatrikKeypad 4x4pada serial monitor
Seperti diketahui sebelumnya untuk  mengoperasikan  miniatur mesin minuman kaleng dengan menekan  tombol-tombol keypad yang telah  tersedia.Sebelum keypad siap untuk digunakan oleh pengguna maka matrik  keypad 4x4 harus terlebih dahulu diuji.
a.  Pengujian    Matrik    Keypad    4x4 dengan LCD
Seperti   pengujian   dengan serial monitor pengujian  dengan  LCD
( Liquid  Crystal  Display )  tidak  jauh berbeda  yaitu memunculkan  angka atau  simbol  pada tombol  keypad, hanya angka atau simbol keypad yang
dimunculkan pada  LCD  ( Liquid
Crystal
Display ) dengan menghubungkan  pin  LCD ke pin digital  arduino A0, A1,  A2, A3, A4, A5  dan  sumber power  supply LCD terhubung   pada   regulator   arduino 5V.Adapun hasil dari gambar
percobaan sebagai berikut:
Gambar  3.7   Pengujian   Keypad ke LCD
b.  Pengujian    Matrik    Keypad    4x4 dengan Motor DC (Direct

## Current)
Pengujian          ini          bertujuan menggerakan motor  DC  ( Direct Current )  yang terhubung  rangkaian relay dan  arduino  dengan  cara menekan  tombol matrik  keypad 4x4 yang  terhubung  pada  arduino,  lalu arduino mengirimkan nilai masukan berupa  data digital  pada  pin  8,  9,  10 untuk  masing-masing  relay  pada masing-masing motor  sebagai  saklar on dan off .
Gambar 3.8 Pengujian Keypad dengan output Relay

## c.  Pengujian sensor ping dan LCD
(Liquid Crystal Display)
Pada pengujian ini sensor ultrasonic hanya mengetahui  jarak dari sensor  ultrasonic ke minuman kaleng yang berada di koridor D, lalu ditampilkan setiap jarak minuman kaleng dalam  koridor  D  ke  LCD
(Liquid Crystal Display) sebagai
keluarannya dan juga sebagai
indikator . Sehingga dapat  di  menjadi dasar pada pemograman untuk menampilkan informasi minuman kaleng telah  siap  diambil  kepada pengguna, lalu  LCD (Liquid  Crystal Display) memunculkan  kata  terima kasih  atas    penggunaan  miniatur mesin  minuman  kaleng bila  kaleng telah diambil oleh pengguna.

## Gambar 3.9 Indikator Sensor Ping
Pengujian  LCD  Sebagai  Perangkat  Yang

## Menampilkan Data
Sebelum    dilakukan    pengujian    dari keseluruhan  perangkat  minatur  mesin  maka dibuatlah    langkah-langkah   kerja    mesin, mulai  dari  masukkan  pengoperasian  dari keypad  4x4 ,  lalu  proses  masukkan  pada mikrokontroller arduino,  lalu  hasil  keluaran
pada miniatur mesin sehingga pem- progaman dapat dengan  mudah di- upload ke miniatur  mesin  minuman  kaleng.  Adapun sistem kerja tersebut:
Gambar 3.10 Flowchart

## KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian dari langkah-langkah  sistem  kerja miniatur  mesin  minuman  kaleng  dan pengujian  keseluruhan  maka dapat disimpulkan bahwa:
1.Miniatur mesin minuman kaleng
dapat  dioperasikan ketika pengguna memiliki  sebuah account yaitu  ID  dan  password  untuk login yang telah di set pada mikrokontroller.
2.Pengambilan  mimuman  hanya dapat digunakan dalam satu kali.

## Saran
Guna  untuk meningkatkan kemudahan dalam pelayanan dan kemudahan      memasukan      sebuah
Vol.5 No.3 September 2014
account yaitu  ID  dan password pengguna sebagai kode akses diharapkan dikemudian  hari miniatur mesin  minuman  kaleng ini  bisa dikembangkan khususnya  dengan melakukan  penambahan- penambahan yang memberikan pengaruh    positif  untuk   miniatur mesin minuman kaleng ini. Adapun penambahan  tersebut  antara lain adalah;
1.  Penambahan       program       GUI (Grafic  User  Interface) untuk
memasukan data-data account
pengguna untuk  diprogram  pada mikrokontroller miniatur mesin minuman kaleng.
2.  Penambahan     perangkat     untuk menyesuaikan kecepatan putaran pada  motor   agar    mendorong kaleng tidak  terjadi  slip  pada tatakan minuman.
3.  Perbaikan  mekanik  pada  tatakan minuman agar kuat untuk menampung beban minuman  yang banyak.
Pemilihan bahan untuk mekanik miniatur mesin minuman kaleng agar pondasinya kuat dan awet.

## Daftar Pustaka
1.  Rorabaugh,    C.    Britton, Error Coding Cookbook: Practical C/C++ Routines  And  Recipes  For Error Detection And Correction , The    McGraw-Hill    Companies,
1996.
2.  Bias    Surya    K , Nurul    Huda    dan Seno  Aji   N  ,  Perancangan Aplikasi Arduino Pada Alat Pengaman  Pintu  Dengan  Login Dan Password,Teknik Elektronika,Politeknik Negeri Semarang, 2007.
3.  Riza       Muazis,       Perancangan Penjual Minuman Otomatis,
Universitas Jember, 2012.
4.  Banzi,  Masimo, Getting  Started witd Arduino ,   O’reilly Media  Inc, Oktober 2008.
5. http://www.minikits.com.au/doc/
Keypad-Data.pdf     tanggal akses:
22-mei-2014
6.  McRoberts,   Michael, Beginning Arduino ,  Paul  Manning, United State of America, 2010.
7. A.A.Ardian    W,    Paulus    Susetyo Wardana  ST,Reesa  Akbar  ST, Rancang  Bangun  Alat  Penjualan Rokok Dengan Menggunakan Smartcard, Surabaya, 2010.