ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019

## ANALISIS KINERJA SENSOR PADA ROBOT PENDETEKSI KOTORAN DEBU DAN AIR
Hermawansa Hermawansa 1) , Toibah Umi Kalsum 2)
1 hermawansa@unived.ac.id, 2 cicik.umie@gmail.com
1,2 Universitas Dehasen Bengkulu

## Abstrak
Sensor merupakan komponen elektronika yang memiliki kemampuan yang cukup handal dan terdiri  dari  banyak  jenis,  seperti  sensor  ultrasonik,  sensor  kelembaban,  dan  sensor  debu.  Saat  ini hampir setiap peralatan elektronik dilengkapi dengan komponen sensor, seperti robot yang dirancang ini,  dilengkapi  dengan  sensor  kelembaban  dan  sensor  debu.Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui kinerja dari sensor kelembaban dan sensor debu dalam mendeteksi kotoran lalu sensor mengirim sinyal ke mikrokontroller yaitu Arduino Mega 2560. Dari hasil penelitian kinerja sensor pada robot pendeteksi kotoran debu lantai dan air berbasis Arduino waktu respon sensor jarak mendeteksi penghalang di ruangan senilai 2 detik, waktu respon sensor debu mendeteksi debu lebih lama yaitu 2 menit  ini  dikarenakan  pemasangan  sensor  debu  yang  kurang  tepat  sehingga  lambat  mendeteksi debu. Sedangkan waktu respon sensor kelembaban dalam mendeteksi air senilai 3 detik. Untuk unjuk kerja  robot  pada  sensor  kelembaban  membersihkan  air  di  lantai  sebanyak  1  ml  sebesar 10  sampai dengan  17  detik  dan  untuk  unjuk  kerja  robot  pada  sensor  kelembaban  untuk  membersihkan  air sebanyak 2 ml sebesar 20 sampai dengan 30 detik.
Kata Kunci : Arduino, Sensor Debu, Sensor Kelembaban.

## Abstract
Sensors are electronic components that have capabilities that are quite reliable and consist of many types, such as ultrasonic sensors, humidity sensors, and dust sensors. At present almost every electronic equipment is equipped with sensor components, such as the robot designed, equipped with humidity sensors and dust sensors. The purpose of this study is to determine the performance of the humidity sensor and dust sensor in detecting dirt and the sensor sends a signal to the microcontroller, Arduino  Mega  2560.  From  the  results  of  sensor  performance  research  on  Arduino-based  floor  dust and water dust detector robots the proximity sensor response time detects a barrier in a room worth 2 seconds, the dust sensor response time detects dust that is 2 minutes due to improper installation of dust sensors so that slow detecting dust. While the humidity sensor response time in detecting water is 3 seconds. For the performance of the robot on the humidity sensor clean the water on the floor as much  as  1  ml  for 10  to  17  seconds  and  to  show  the  robot's  performance on  the  humidity  sensor  to clean the water as much as 2 ml for 20 to 30 seconds.
Keywords : Arduino, Dust Sensor, Humidity Sensor.

## 1.  Pendahuluan
Perkembangan  dan  pemanfaatan  teknologi  elektronika  diharapkan  mampu  menciptakan sebuah  inovasi  perangkat  elektronika.  Dalam  teknologi  elektronika  dan  komputer,  efektifitas  dan efisiensi  selalu  menjadi  acuan  agar  setiap  langkah  dalam  penggunaan  dan  pemanfaatan  teknologi diharapkan  dapat  mencapai  hasil  yang  optimal  baik  itu  dalam  kualitas  maupun  kuantitasnya. Permasalahan yang sering dialami oleh sebagian besar masyarakat khususnya rumah tangga adalah menjaga  kebersihan  lantai  rumah  dari  kotoran  seperti  tumpahan  air  dan  debu,  sehingga  kita  harus membersihkan  lantai  tersebut  menggunakan  sapu  dan  kain  lap,  hal  seperti  ini  memerlukan  waktu untuk  melakukannya  dan  terkadang  menimbulkan  kejenuhan.  Dalam  hal  ini  jika  kita  merancang sebuah  alat  yang  modern  yang  mana  alat  tersebut  dapat  mendeteksi  kotoran  berupa  tumpahan  air dan debu menggunakan sensor kelembaban dan sensor debu sehingga alat tersebut dapat otomatis membersihkan lantai secara langsung. Sensor adalah perlatan atau komponen elektronik yang dapat digunakan  untuk  mendeteksi  adanya  perubahan  suatu  lingkungan  fisik.  Jenis-jenis  sensor  yang digunakan pada penelitian ini adalah:
a. Sensor debu  adalah sensor oleh penginderaan optik system, sensor ini mendeteksi cahaya yang dipantulkan debu di udara [1].
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019
b. Sensor  kelembaan  adalah  suatu  alat  ukur  yang  digunakan  untuk  membantu  dalam  proses pengukuran tingkat kelembaban uap air yang terkandung dalam udara 2].
c. Sensor  ultrasonic  adalah  sebuah  sensor  yang  mengubah  besaran  fisis  (bunyi)  menjadi  besaran listrik [3]. Pada sensor ini gelombang ultrasonic dibangkitkan melalui sebuah benda yang disebut piezoelektrik.
d. Sensor  posisi,  merupakan  sensor  atau  saklar  yang  bekerja  berdasarkan  jarak  objek  terhadap sensor yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa adanya kontak fisik [4]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja dari sensor kelembaban dan sensor debu dalam mendeteksi kotoran lalu sensor mengirim sinyal ke mikrokontroller yaitu Arduino. Arduino adalah papan mikrokontroler yang berbasis Atmega 328p yang mempunyai 14 digital input/output [5] . Arduino  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Arduino  Mega  2560,  memiliki  kelebihan  yang mirip dengan Arduino Uno. Arduino Mega 2560 adalah versi terbaru yang menggantikan versi Arduino Mega, tetapi Arduino Mega menggunakan Chip yang lebih tinggi yaitu ATMEGA 2560 dan tentu saja untuk Pin I/O Digital dan pin input analognya lebih banyak dari Arduino Uno.
Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital input/output , dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output  PWM,  16 pin  sebagai  input  analog,  dan  4 pin  sebagai  UART  ( port  serial  hardware ),  16  MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power , header ICSP, dan tombol reset . Ini semua yang diperlukan untuk mendukung  mikrokontroler.  Penggunaan  arduino  mega  ini  cukup  dengan  menghubungkannya ke komputer melalui kabel USB atau power dihubungkan dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk mulai  mengaktifkannya.  Arduino  Mega  2560  kompatibel  dengan  sebagian  besar shield yang dirancang  untuk Arduino  Duemilanove atau Arduino  Diecimila .  Berdasarkan  uraian  di  atas,  maka penulis tertarik untuk mengangkat judul yaitu : “ Analisa Kinerja Sensor pada Pendeteksi Kotoran Debu dan  Air ”. Dalam  penelitian  ini,  yang  ingin  dilihat  adalah  kemampuan  kinerja dust  sensor dan  sensor kelembabab  dalam  mendeteksi  keberadaan  debu  dan  cairan  yang  menempel  di  lantai  serta pergerakan  robot  dalam  menentukan  arah.  Permasalahan  yang  akan  dibahas  oleh  peneliti  yaitu bagaimana kinerja sensor-sensor pada robot tersebut. Adapun batasan masalah yang penulis angkat yaitu  kecepatan  dan  ketepatan  sensor  robot  dalam  mendeteksi  debu  pada  lantai  dan  pergerakan robot  dalam  menentukan  arah.Tujuan  utama  dalam  penelitian  yang  akan  dicapai  dari  penulisan adalah  terciptanya  sebuah  robot  yang  dapat  bergerak  dan  mendeteksi  adanya  debu  atau  kotoran yang menempel pada lantai.

## 2.  Metode

## 2.1 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen , penelitian yang dilakukan akan terfokus  pada  sensor  jarak  ultrasonik,  sensor  posisi  dengan mikrokontroler  Arduino  Atmega  2560 . metode  penelitian  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  produk  tertentu,  dan  menguji  keefektifan produk tersebut.

## 2.2 Hardware dan Software
Adapun  perangkat  keras  ( hardware )  dan  perangkat  lunak  ( software )  yang  digunakan  dalam membuat Robot pendeteksi kotoran dan air dilantai berbasis Arduino ini adalah sebagai berikut : 1.  Perangkat keras ( hardware ) yang digunakan dalam penelitian ini, dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Spesifikasi perangkat keras
No Bahan Spesifikasi 1. Laptop Lenovo core i3 • Hardisk 500 GB • Ram 4 GB • Prosesor core i3 M370 @ 2.40 GHz 2. Robot  pendeteksi  kotoran debu dan air • 1 Board Arduino Atmega 2560 • 1 dust sensor GP2Y1010AU0F
• 1 Sensor Posisi OFS-2000F
• Sensor ultrasonic • Sensor posisi
2.  Perangkat lunak ( software ) yang digunakan dalam penelitian ini adalah Arduino IDE
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019

## 2.3 Metode Perancangan Sistem
2.3.1  Blok Diagram Global
Diagram blok yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

## Gambar 1. Blok Diagram Global
Pada gambar 1. Blok diagram global di atas, dengan menggunakan aplikasi Boa rduino yang di  upload  dari  komputer  pada  Arduino  Atmega  2560  yang  terhubung  ke  sensor  kelembaban  dan sensor  debu,  kemudian  arduino  Atmega  2560  akan  memberikan  perintah  pada  sensor  kelembaban dan  sensor  debu  untuk  mendeteksi  adanya  air  dan  debu  di  lantai  untuk  dibersihkan  menggunakan busa pembersih penyedot debu.

## 2.3.2  Blok Diagram Rangkaian Alat
Diagram blok rangkaian robot pembersih lantai terdiri dari Arduino Atmega 2560, lcd, sensor jarak  ultrasonik,  sensor  posisi,    sepasang  motor  dc,  dan  busa  pembersih.  Adapun  diagram  blok rangkaian alat dalam penelitian ini ditunjukan pada gambar 2.
Gambar 2. Blok Digram Rangkaian Alat Keterangan gambar :
1. Komputer  atau  laptop  yang  dihubungkan  dengan Arduino  Atmega 2560  digunakan  sebagai perancang  program  untuk  Robot  Pembersih  Lantai  Berbasis  Arduino  Menggunakan  Sensor Jarak Ultrasonik Dan Sensor Posisi.
2. Arduino  Atmega 2560  berfungsi  untuk  mengolah  data  berupa  program  yang  di  upload  dari komputer  dengan  menggunakan  serial  USB. Arduino  Atmega 2560  ini  dihubungkan  dengan
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019
sensor  ultrasonik  untuk  mendeteksi  objek,  sensor  posisi  untuk  mendeteksi  ruangan,  sensor kelembaban untuk mendeteksi adanya air, sensor debu untuk mendeteksi adanya debu, LCD untuk  menampilkan  output  yang  dihasilkan  oleh  sensor-sensor  tersebut  dan  driver  Motor IC L293D digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk  2 buah motor DC.

## 2.3.3  Desain Rangkaian Alat
Gambar 3. Desain Rangkaian Alat
Gambar  3  merupakan  desain  rangkaian  alat.  Adapun  untuk  mendapatkan  desain  rangkaian Robot  pendeteksi  kotoran  debu  dan  air  pada  lantai. Arduino  Atmega 2560  dihubungkan  ke  sensor Ultrasonik untuk mendeteksi objek di lantai ruangan, sensor kelembaban untuk mendeteksi air, sensor debu ( dust sensors ) untuk mendeteksi debu di lantai agar dapat langsung dibersihkan oleh penyedot robot dan Lcd berfungsi untuk menapilkan suatu karakter tulisan dan gambar di layar. Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital input/output , dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UART ( port serial hardware ), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power , header ICSP, dan tombol reset.

## 2.3.4  Cara Kerja Sistem
Cara  kerja  robot  pembersih  lantai  berbasis  arduino  menggunakan  sensor  jarak  ultrasonik, sensor posisi ( optical flow sensors), sensor kelembaban dan sensor debu ( dust sensors ) yaitu ketika sensor posisi ( optical flow sensors) mendeteksi ruangan lalu sensor jarak mendeteksi objek yang ada di  lantai  ruangan  setelah  itu  jika  sensor  kelembaban  mendeteksi  kotoran  berupa  air  maka  sensor kelembaban  mengirim  sinyal  ke  arduino  untuk  memerintahkan  busa  pembersi  (kanebo) membersihkan  air  tersebut  begitupun  selanjutnya  robot  ini  dilengkapi  dengan  sensor  debu  ( dust sensors ) yang mana jika sensor debu ( dust sensors ) mendeteksi adanya debu dilantai maka sensor sensor  debu  ( dust  sensors )  mengirim  sinyal  ke  arduino  untuk  memerintahkan  penyedot  untuk menyedot debu. Keluaran dari kerja robot pembersihan dapat ditampilkan oleh LCD.

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Hasil  analsisis  kinerja  sensor  pada  robot  pembersih  lantai  berbasis Arduino ,  pada  robot  ini menggunakan Arduino Atmega 2560 berfungsi untuk mengolah data berupa program yang di upload dari  komputer,  sensor  posisi  ( optical  flow sensors)  berfungsi  untuk  mendeteksi  ruangan,  sensor ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi objek yang ada di lantai ruangan, sensor kelembaban berfungsi untuk  mendeteksi  air  di  lantai,  sensor  debu  ( dust  sensors )  berfungsi  untuk  mendeteksi  debu  di lantaidan  Motor  DC  berfungsi  sebagai  penggerak  badan  Robot.  Dalam  penelitian  ini,  penulis mendapatkan hasil dapat dilihat pada gambar 4.
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019
Gambar 4. Hasil Robot Pembersih Lantai
Ketika  sensor  posisi ( optical  flow sensors) mendeteksi  ruangan  lalu  sensor  jarak mendeteksi objek yang ada di lantai ruangan setelah itu jika sensor kelembaban mendeteksi kotoran berupa air maka sensor kelembaban mengirim sinyal ke arduino untuk memerintahkan busa pembersi (kanebo) membersihkan  air  tersebut  begitupun  selanjutnya  robot  ini  dilengkapi  dengan  sensor  debu  ( dust sensors ) yang mana jika sensor debu ( dust sensors ) mendeteksi adanya debu dilantai maka sensor sensor  debu  ( dust  sensors )  mengirim  sinyal  ke  arduino  untuk  memerintahkan  penyedot  untuk menyedot debu. Keluaran dari kerja robot pembersihan dapat ditampilkan oleh LCD.
Setelah  semua  modul  terhubung  ke Arduino  Atmega 2560, berikutnya  dilakukan  pengujian. Adapun hasil pengujian yang dilakukan seperti pada tabel 2 berikut :
Tabel 2. Hasil Pengujian Robot Pembersih Lantai Berbasis Arduino No. Kriteria Pengujian Hasil (Waktu ) Keterangan 1 Kecepatan respon sensor ultrasonik mendeteksi penghalang di lantai ruangan. 2 detik Sensor dapat mendeteksi 2 Kecepatan  respon  sensor debu dalam mendeteksi debu 2 menit Sensor dapat mendeteksi 3 Kecepatan  respon  sensor kelembaban dalam mendeteksi air pada lantai
3 detik Sensor dapat mendeteksi 4 Unjuk  Kerja  Robot  dalam membersihkan  lantai  dengan Air sebanyak 1 ml 10 – 17 detik Robot dapat membersihkan air di lantai dengan waktu 10 detik s.d 17 detik. 5 Unjuk  Kerja  Robot  dalam Mengepel  lantai  dengan  Air sebanyak 2 ml 20 - 30 detik Robot dapat membersihkan air di lantai dengan waktu 20 detik s.d 30 detik.
ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  11  Nomor 1  April 2019

## Terakreditasi peringkat 3 SK. No. 28/E/KPT/2019
Dari  tabel  hasil  pengujian  di  atas,  dapat  disimpulkan  bahwa  robot  pembersih  lantai  berbasis arduino  dengan  kriteria  pengujian  kecepatan  respon  sensor.  Sensor  ultrasonik  dapat  mendeteksi penghalang  di  lantai  ruangan  dengan  waktu  respon  sebesar  2  detik,  dan  kecepatan  respon  sensor debu dalam untuk mendeteksi adanya kotoran debu di lantai sebesar 2 menit, sedangkan unjuk kerja sensor  debu  yang  kurang  mendeteksi  debu  dikarenakan  peletakan  sensor  debunya  terlalu  tinggi sehingga unjuk kerja robot pembersih jika mendeteksi debu menjadi berkurang. Serta hasil kecepatan respon sensor kelembaban dalam mendeteksi air sebesar 3 detik dan unjuk kerja sensor kelembaban yang mana langsung dapat mendeteksi air dikarenakan pemasangan sensor kelembaban yang tepat posisinya pada robot.
4.  Kesimpulan
1.  Waktu respon sensor jarak (ultrasonik) dalam mendeteksi penghalang sebesar 2 detik, sensor debu dalam mendeteksi adanya kotoran debu sebesar 2 menit dan sensor kelembaban dalam mendeteksi air sebesar 3 detik.
2.  Sedangkan hasil unjuk kerja sensor debu yang kurang mendeteksi debu dikarenakan peletakan sensor  debunya  terlalu  tinggi  sehingga  unjuk  kerja  robot  pembersih  jika  mendeteksi  debu menjadi  berkurang  sedangkan  unjuk  kerja  sensor  kelembaban  yang  mana  langsung  dapat mendeteksi air dikarenakan pemasangan sensor kelembaban yang tepat posisinya pada robot.
3.  Untuk unjuk kerja robot pembersih mengepel lantai air sebanyak 1 ml sebesar 10 s.d 17 detik dan  untuk  unjuk  kerja robot pembersih  mengepel  lantai  air  sebanyak  1  ml  sebesar  20  s.d  30 detik. Jadi dapat disimpulkan presentase tingkat pembersihannya sebesar 70 %.
4.  Agar  robot  ini  dapat  dikembangkan  kembali  sehingga  memiliki  kemampuan  yang  lebih  dari robot  pembersih  lantai  bisa  dilengkapi  dengan  menambahkan  ruang  gerak  robot  yang  lebih luas.
5.  Pemasangan  sensor  debu  harus  di  letakkan  dengan  benar  pada  robot.  Selain  itu  kelemahan robot ini ada tingkat pembersihan lantai yang kurang optimal dikarenakan busa pembersih yang ukurannya terlalu kecil.

## 5.  Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Universitas  Dehasen  Bengkulu  yang  telah memberikan dukungan finansial terhadap penelitian ini. Terima kasih kepada rekan-rekan dosen yang telah memberikan masukan dan dukungan dalam menyelesaikan tulisan ini.

## Daftar Pustaka
[1] Sahal Muhammad and Azizahwati. 2014. Pembuatan Media Rangkaian Dasar Mosfet Sebagai Pengendalii Motor . Perpusatakanan Universitas Riau. 10-17 halaman.
[2] Akbar Ali Akmal Muhammad. 2016. Instrumentasi Industri Sensor Kelembaban . Program Studi Teknik  Elektro.  Fakultas  Sains  Dan  Teknologi.  Universitas  Islam  Negeri  Suska  Riau.  1-12 halaman .
[3] Fandhi Nugraha K. 2016, Sensor Utrasonik HC-SR 04. Universitas Hasanuddin. Makasar . 1-12 halaman.
[4] Lamsani Misa. 2015. Buku Elektronika Lanjut. Universitas Gunadarma. Jakarta, 1-170 halaman.
[5] Anwar  Yogie  et  al.,  2015. Prototype  penggerak  pintu  pagar  otomatis  berbasis  arduino  uno Atmega 328p dengan sensor sidik jari . Jurnal Rekayasa dan teknologi elektro. Vol. 9, No.1, 30- 41 halaman.