## Rancang Bangun Mesin Penjual Roti Otomatis Berbasis Internet of Things
Satria Hafizhuddin dan Hendra Kusuma
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : hendraks@ee.its.ac.id
Abstrak — Mesin  penjual  roti  otomatis  merupakan  sebuah  alat yang  dirancang  untuk  mempermudah  proses  jual  beli  berbagai jenis roti, terutama  bagi  para penjual  yang ingin  meningkatkan jumlah  penjualan  namun  terkendala  oleh  ruang  yang  terbatas. Mesin penjual roti otomatis ini sudah berbasis Internet of Thing, setiap  komponen  yang  merupakan  bagian  dalam  sistem  ini terhubung  satu  sama  lain  dan  mengirimkankan  data  terhadap server  sehingga  akan  mempermudah  dalam  memonitor  dan mengontrol  mesin  penjual  otomatis  pada  lokasi  yang  jauh sekalipun, seperti mengetahui ketersediaan roti dan sudah berapa lama roti tersebut berada dalam mesin penjual roti otomatis ini. Untuk  mengatur  keluarnya  roti  digunakan  motor  DC  sebagai aktuator untuk mendorong roti yang dihubungkan dengan kawat spiral.  mesin  penjual  roti  otomatis  ini  juga  dilengkapi  dengan pemanas  guna  mempertahankan  suhu  agar  roti  dapat  tetap hangat. Arduino  Uno  dihubungkan  dengan  Raspberry  Pi  untuk menyimpan data sekaligus bertugas mengirimkan data dari setiap aktivitas yang terjadi terhadap server yang telah disiapkan. Alat yang  dirancang  mempunyai  dimensi  30  cm  x  40  cm  x  60  cm. Setelah dilakukan kalibrasi memiliki keberhasilan mengeluarkan roti sebesar 98,3 % dari 60 kali percobaan. Pengiriman data dari Arduino  Uno  menuju  Raspberry  Pi  serta  proses  unggah  pada server  dan  website  dibutuhkan  waktu  ±  3  detik  dan  untuk mendapatkan email pemberitahuan dibutuhkan waktu ± 4 menit pada  saat  jaringan  internet  dan  server  dalam  keadaan  baik, terdapat  dua  skala  yang  bisa  dipilih,  yaitu  42 o C  dan  47 o C. dibutuhkan  waktu  2  menit  30  detik  untuk  mencapai  suhu  42 o C dan 3 menit 30 detik untuk mencapai suhu 47 o C dengan suhu awal 27 o C.  Berdasarkan data pengujian error suhu pada sistem yang dibuat  tidak  pernah  lebih  dari  2 o C  dari  suhu  yang  telah  di tentukan.
Kata Kunci — Vending Machine, Internet of Things, Raspberry Pi, Kontrol Suhu

## I. PENDAHULUAN
EMAJUAN  teknologi  menuntut  agar  segala  hal  yang dilakukan manusia menjadi lebih baik dan termudahkan, termasuk  dalam  hal  jual  beli,  agar  transaksi  dapat  dilakukan kapanpun  dan  dimanapun  tanpa  mengurangi  kualitas  dari barang yang di jual.
Vending  machine merupakan  salah  satu  dari  kemajuan teknologi yang berkembang sangat pesat di era modern ini, di Indonesia  sudah  begitu  banyak  vending  machine  yang  dapat kita temukan, namun pada umumnya vending machine yang ada di Indonesia hanya  menjual  minuman sejenis softdrink dalam bentuk kaleng atau botol [1].
Berkaitan dengan dua hal diatas, penulis berusaha agar dapat terciptanya  sebuah vending  machine yang  dapat  menjual berbagai jenis roti dalam keadaan yang masih baik dan nyaman untuk di konsumsi di berbagai lokasi. Dalam hal ini, Internet of
Things berperan  dalam  mempermudah  penjual  di  berbagai aspek,  terutama  untuk  memonitor  keadaan vending  machine dan  juga  ketersediaan,  serta  kelayakan  dari  roti  yang  di  jual sehingga  dapat  mempercepat  proses  penyediaan  stok selanjutnya.
Gambar  1.  Skema  sistem  mesin penjual  roti  otomatis dan  komponen secara keseluruhan

## II. HARDWARE

## A. Sistem Mekanik
Sistem Mekanik pada Mesin Penjual Roti Otomatis berbasis Internet of Things ini menggunakan kayu MDF sebagai bahan utama  pembuatannya,  dengan  ukuran  30cm  x  40cm  x  60cm, dirancang  seperti vending  machine pada  umumnya,  terdapat ruang rak, ruang pengambilan roti, dan ruang sistem.
Gambar 2. Desain mekanik Vending Machine dengan aplikasi Inventor

## B. Sistem Elektrik
Sistem  Elektronik  pada  Mesin  Penjual  Roti  Otomatis Berbasis Internet  of  Things ini  menggunakan  Arduino  Uno sebagai  kontrolel  utama,  lalu  data  yang  didapatkan  diberikan kepada Raspberry Pi untuk disimpan serta dikirimkan kepada server. Sistem Elektronik pada penelitian ini meliputi koneksi Arduino terhadap setiap komponen yang saling terhubung satu sama  lain  yaitu,  sensor  IR,  motor  servo,  LCD, push  button, DHT11,relay dan lampu pijar. Berikut penjelasannya,
K
Gambar 3. Skema sistem elektrik, setiap komponen terhubung dengan Arduino Uno sebagai kontroler utama

## 1) Power Supply
Daya  yang  dibutuhkan  sistem  dihasilkan  oleh  adaptop 5VDC/2A.
2) Arduino Uno
Arduino  Uno  berperan  sebagai  perangkat  keras  yang mengontrol komponen-komponen yang terdapat pada vending machine dan mengirimkan setiap aktifitas yang terjadi kepada Raspberry Pi.

## 3) Sensor IR
Sensor  IR  berguna  untuk  menggantikan  fungsi  dari pembayaran,  memberikan  masukan  terhadap  mikrokontroler agar  dapat  melanjutkan  ke  bagian  sistem  pengeluaran barang.[2]

## 4) Sistem Pengeluaran Barang
Sistem  pengeluaran  barang  pada  Vending  machine  ini memanfaatkan dari putaran servo continuous yang disambungkan  dengan  kawat  spiral  yang  akan  diputarkan sebanyak 360 o untuk sekali pengeluaran barang.
5) Interface
Interface akan  memberikan  masukan  perintah  ke mikrokontroler menggunakan push button . Selain itu, interface juga menerima keluaran yang ditunjukkan melalui LCD.
6) DHT11 DHT11  digunakan  sebagai  sensor  untuk  mendeteksi  suhu pada vending  machine agar  dapat  lebih  mudah  dalam menetapkan dan mengontrol suhuh pada bagian dalam vending machine. [3]
7) Lampu Pijar
Lampu pijar digunakan sebagai sumber panas pada bagian dalam vending  machine agar  dapat  mempertahankan  suhu sesuai yang diinginkan.
8) Relay
Relay berfungsi sebagai switch nyala dan tidak lampu pijar.
9) Raspberry Pi
Raspberry Pi berfungsi sebagai  perangkat  yang terhubung langsung  dengan  internet  dan  server  guna  mengirimkan  data dari setiap aktifitas yang terjadi pada vending machine melalui Arduino Uno.

## III. SOFTWARE
Arduino Uno dijadikan sebagai kontroler utama pada Mesin Penjual  Roti  Otomatis  Berbasis nternet  of  Things ini,  dan Arduino  IDE  sebagai  aplikasi  yang  digunakan  untuk mengunggah program.
Gambar 4. Diagram blok sistem pada mesin penjual roti otomatis
Dalam digram blok diatas, dapat dibagi lagi menjad beberapa fokusan, sistem pengeluaran roti, sistem pembacaan data pada Arduino, server, dan sistem pengaturan suhu.

## A. Sistem Pengeluaran Roti
Untuk  sistem  pengeluaran  roti  pada  mesin  penjual  roti otomatis  ini  memanfaatkan  servo  DS04-NFC  yang  telah ditambahkan dengan kawat spiral, push button berguna untuk memberikan logika kepada Arduino Uno untuk memerintahkan  salah  satu  servo  untuk  bergerak.  Setelah  itu Arduino  Uno  akan  mengirimkan  data  kepada  Raspberry  Pi bahwa stok roti yang dipilih telah berkurang, keadaan ini akan terus  terjadi  berulang-ulang  terkecuali  pada  keadaan  dimana saat stok pada  roti yang dipilih telah habis, apabila stok roti yang dipilih habis maka akan tertera tulisan pada LCD untuk memilih  kembali  roti,  dan  sistem  diulang  pada  pemilihan barang.

## Gambar 5. Flowchart sistem pengeluaran roti

## B. Pembacaan Data pada Raspberry Pi
Raspberry  Pi  membaca  data  dari Arduino  dari Arduino atas  segala  aktifitas  yang  terjadi  pada  mesin  penjual  roti otomatis  ini.  Saat  dilakukan  pengisian  ulang  stok  roti  pada mesin, saat ada transaksi yang terjadi, dan saat stok roti sudah habis  maka  semua  aktifitas  tersebut  akan  direkam  dan dikirimkan ke Raspberry Pi untuk di tindak lanjuti.
Berikut  adalah  proses  yang  terjadi  pada  Raspberry  Pi, untuk penjelasannya adalah sebagai berikut:
1) F : Raspberry Pi mendapatkan data berupa pemberitahuan bahwa mesin penjual roti otomatis baru saja di isi ulang.
2) A--: Roti A telah terjual 1 buah.
3) B--: Roti B telah terjual 1 buah.
4) C--: Roti C telah terjual 1 buah.
Gambar 6. Flowchart sistem pembacaan data pada Raspberry Pi.

## C. Server dan Website
Raspberry  Pi  mengirimkan  data  kepada  server  untuk disimpan  terlebih  dahulu  sebelum  di  upload  pada  website. Penulis  menyewa  jasa  dari www.hostinger.co.id untuk dijadikan server bagi mesin penjual roti otomatis ini.
Tampilan website merupakan sebuah interface yang sangat memudahkan  bagi  penjual  untuk  memonitoring  keadaan  dari mesin penjual roti otomatis ini, bentuk dari website ini adalah berupa  laman  yang  hanya  dapat  dimasuki  oleh  orang-orang yang memiliki akun, dalam hal ini yakni sang penjual. Desain dari  website  mesin  penjual  roti  otomatis  ini  terbagi  menjadi beberpa  bagian,  yang  pertama  adalah  Halaman  Login  guna memastikan  hanya  para  penjual  yang  mampu  memonitoring mesin  penjual  roti  mereka.  Bagian  kedua  adalah  Halaman Utama, menampilkan jumlah mesin penjual roti otomatis yang telah tersedia. Bagian ketiga yakni Stok Barang, menampilkan berapa macam jenis roti yang dijual, stok roti yang tersisa, dan waktu kadaluarsa bagi roti yang dijual, ini memudahkan bagi penjual untuk menentukan kapan harus mengisi ulang, ataupun mengganti stok roti yang di jual tanpa harus mengecek langsung ke masing-masing mesin penjual roti yang ditempatkan. Bagian keempat adalah Laporan Penjualan, berisikan grafik penjualan, dan detail penjualan per harinya pada mesin jual roti otomatis ini, sehingga para penjual dapat lebih mudah dalam mengetahui berapa  jumlah  dan  kapan  waktu  bagi  setiap  pembelian  roti. Bagian terakhir yakni untuk menambahkan akun ataupun admin untuk tiap mesin penjual roti otomatis.
Gambar  7.  Laporan  penjualan  pada  website,  menampilkan  grafik  serta  data pada setiap transaksi yang terjadi [4].

## D. Pengaturan Suhu
Sensor DHT11 pada alat ini difungsikan sebagai sensor suhu didalam vending  machine ini,  dan  lampu  pijar  digunakan sebagai  sumber  panas.  Penulis  memberikan  dua  pilihan  suhu pada alat ini yaitu mode warm, yang memiliki suhu 42° celcius dan mode hot yang memiliki suhu 47°. Sistem yang digunakan
ialah  berupa  on/off  pada  lampu  pijar  yang  dihhubungkan dengan relay. Masing-masing mode memiliki suhu sesuai yang diatur dengan harapan hanya memiliki error -+1°.

## IV. HASIL
Hasil dari pengujian-pengujian yang dilakukan atas sistem yang  dijabarkan  dapat  merepresentasikan  keberhasilan  dari penelitian  ini.  Uji  coba  yang  lakukan  yang  pertama  yakni mengenai sistem pengeluaran roti. Pada sistem pengeluaran roti dilakukan  percobaan  dengan  menggunakan  servo  DS04  NFC dan kawat spiral 7,5 mm. kawat cukup kuat dan baik pada saat eksekusi pengeluaran roti dengan kalibrasi dan pengujian servo sebagai berikut.
Tabel 1. Hasil Kalibrasi Servo DS04-NFC No Servo Waktu yang dibutuhan (ms) Kosong Sebagian Penuh 1 Servo 1 2050 2200 2200 2 Servo 2 2200 2350 2350 3 Servo 3 1800 2000 2000
Selanjutnya yaitu uji coba penerimaan data pada Raspberry Pi dan proses unggah pada server dan website, dengan tujuan untuk  mengetahui  apakah  data  telah  benar-benar  terkirim. Berikut gambar monitoring pada Raspberry Pi.

## Gambar 8. Uji coba pengiriman data pada Raspberry Pi dan server.
Selanjutnya  yakni  pengujian  kontrol  suhu  pada vending machine , alat ini memiliki 2 skala suhu, yakni 42 o C dan 47 o C, lampu pijar digunakan sebagai sumber panas, terdapat dua jenis lampu  pijar  yang  di  uji  coba,  yakni  75  Watt  dan  100  Watt, berikut hasil yang didapatkan.
Gambar 9. Pengujian kontrol suhu 47 o C dengan lampu pijar 100 Watt.
0 10 20 30 40 50 60 0 :0 0 :0 0 0 :0 0 :5 5 0 :0 1 :5 0 0 :0 2 :4 5 0 :0 3 :4 0 0 :0 4 :3 5 0 :0 5 :3 0 0 :0 6 :2 5 0 :0 7 :2 0 0 :0 8 :1 5
0 :0 9 :1 0
0 :1 0 :0 5 0 :1 1 :0 0 0 :1 1 :5 5 0 :1 2 :5 0 0 :1 3 :4 5 0 :1 4 :4 0 0 :1 5 :3 5 0 :1 6 :3 0 0 :1 7 :2 5 0 :1 8 :2 0 0 :1 9 :1 5 Suhu
Gambar 10. Pengujian kontrol suhu 47 o C dengan lampu pijar 75 Watt.
Gambar 11. Pengujian kontrol suhu 43 o C dengan lampu pijar 100 Watt.
Gambar 12. Pengujian kontrol suhu 43 o C dengan lampu pijar 75 Watt.
Penulis  memutuskan  untuk  menggunakan  lampu  pijar  100 watt,  karena  memiliki  percepatan  penaikan  suhu  jauh  lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan lampu pijar 75 watt,
baik  peggunaan  suhu  100  watt  ataupun  75  watt,    suhu  yang didapatkan memiliki error suhu ± 1°, dimana saat suhu stabil dari yang diinginkan adalah 42°C, maka suhu yang didapatkan adalah 41°C - 43°C.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  percobaan  yang  telah  dilakukan  pada pelaksanaan penelitian ini didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1) Mesin  Penjual  Roti  Otomatis  Berbasis Internet  of  Thing dapat bekerja dengan baik dengan dimensi alat (30 x 60 x 40) cm.
2) Mesin Penjual Roti Otomatis Berbasis Internet of Thing ini memudahkan  bagi  para  penjual  yang  memiliki keterbatasan  ruang  namun  ingin  menambahkan  omset pendapat dari penjualan.
3) Sistem  monitoring  dengan  website  akan  membantu  bagi para penjual yang tidak dapat mengawasi secara langsung vending machine yang dimiliki.
4) Pemberitahuan melalui email akan membantu para penjual untuk  mendapatkan  pemberitahuan  secara  langsung  atas aktifitas  yang  terjadi  pada  Mesin  Penjual  Roti  Otomatis Berbasis Internet of Thing bagi penjual yang tidak sempat membuka website.
5) Proses  pengiriman  data  mulai  dari  Arduino  menuju Raspberry  sampai  server  serta  penampilan  pada  website dan  pengiriman  email  tidak  mengalami  masalah  selama jaringan internet dan server tidak mengalami gangguan.
6) Terjadi  beberapa  kali  kegagalan  pada  pengeluaran  roti apabila  set  awal  ujung  kawat  spiral  tidak  sesuai  atau dikarenakan roti tersangkut pada kawat.
7) Pengaturan  suhu  pada vending  machine di  set  pada  2 keadaan, yakni 42°C dan 47°C.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  N.  Ridwan,  “Otomasi  Mesin  Penjualan  Minuman  Berbasis Mikrokontroler,” Universitas Gadjah Mada, 2016.
[2] “IR  Infrared  Obstacle  Sensor  Module,” Elementz  Engineers  Guild Private Limited . [Online]. Available:
https://www.elementzonline.com/ir-infrared-obstacle-avoidance- sensor-module. [Accessed: 01-Dec-2018].
[3] C.  N. A,  “Data  logger  tingkat  keasaman  dan  suhu  berbasis  arduino uno,” Universitas Gadjah Mada, 2018.
[4] “Vending  Machine  |  Laporan  Penjualan.”  [Online].  Available: http://ta701.tech/Transaksi/index/1. [Accessed: 16-Dec-2018].
0 10 20 30 40 50 0:00:00 0:01:10 0:02:20 0:03:30 0:04:40 0:05:50 0:07:00 0:08:10 0:09:20 0:10:30 0:11:40 0:12:50 0:14:00 0:15:10 0:16:20 0:17:30 0:18:40 0:19:50 Suhu 0 10 20 30 40 50 0:00:00 0:01:10 0:02:20 0:03:30 0:04:40 0:05:50 0:07:00 0:08:10 0:09:20 0:10:30 0:11:40 0:12:50 0:14:00 0:15:10 0:16:20 0:17:30 0:18:40 0:19:50 Suhu 0 10 20 30 40 50 0:00:00 0:01:10 0:02:20 0:03:30 0:04:40 0:05:50 0:07:00 0:08:10 0:09:20 0:10:30 0:11:40 0:12:50 0:14:00 0:15:10 0:16:20 0:17:30 0:18:40 0:19:50
Suhu