_____________________________________________________________________
Smart Refrigerator System Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3 Dengan Sensor Infrared Dan Load Cell Sensor Yang Terhubung Dengan GSM Sim900a Module

## SMART REFRIGERATOR SYSTEM BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3 DENGAN SENSOR INFRARED DAN LOAD CELL SENSOR YANG TERHUBUNG DENGAN GSM SIM900A MODULE
Michael Santoso 1) , I Wayan Degeng 2) Sistem Komputer, Teknik Informasi
Jl. Ciledug Raya, North Petukangan, RT.10/RW.2, Petukangan Utara, Pesanggrahan, Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta, 12260 Email: michaelsantoso9006@gmail.com 1) , iwayandegeng@yahoo.com 2)

## Abstrak
Seiring dengan bergantinya tahun demi tahun, semakin banyaknya perkembangan teknologi-teknologi canggih diberbagai  macam  negara,  semakin  banyak  juga  peralatan  elektronika  yang  menggunakan  kendali  sistem otomatis dan dapat bekerja sesuai kehendak penggunanya. Sebuah program instruksi yang terdapat pada suatu sistem pengendalian dapat dijalankan atau diproses dengan sebuah instruksi  dan mengotomasikannya dengan proses  perintah dari penggunanya. Sistem pengendali menggunakan sensor yang memberikan suatu informasi sebagai input ke pemberi perintah yakni otak, agar memberikan suatu tindakan yaitu output. Proses pembaca sensor ini, merupakan elemen dari sistem pengendali. Masukan adalah rangsangan dari luar yang diterapkan pada sebuah sistem kendali untuk mendapat tanggapan tertentu dari sistem pengaturan. Masukan disebut juga respon keluaran yang di  harapkan. Umumnya  pada  pembelian kebutuhan sehari-hari  masih terkadang  sering terlupakan oleh kita jika sedang berpergian dan seringkali juga jika kita sedang membutuhkan bahan pangan tersebut  maka  stock  dikulkas  tidak  ada.  Oleh  karena  itu  untuk  mengatasi  masalah  tersebut  saya  menemukan solusi untuk mengoptimalkan  atau meringankan pekerjaan  manusia dalam  hal mengingatkan untuk  pembelian kebutuhan sehari-hari seperti bahan pangan.
Kata kunci: arduino uno, sensor infrared, load cell sensor, limit switch, sim900a.

## 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Kulkas  Perkembangan  teknologi  sekarang ini  semakin  canggih,  segala  sesuatunya  dapat dilakukan  dengan  sistem  otomatis,  dimana sistem ini dapat dikembangkan dengan berbasis komputer  dan  mikrokontroller.  Kulkas  atau lemari  es  adalah  sebuah  alat  rumah  tangga listrik  yang menggunakan refrigeration (proses pendingin) untuk menolong pengawetan makanan.
Dalam  kehidupan  masyarakat  Indonesia, kulkas  memiliki  peranan  yang  cukup  penting dalam  penyimpanan  bahan  pangan  yang dimiliki  oleh  masyarakat  luas.  Didalam  kulkas terdapat  refrigrasi  yang  bekerja menggunakan pompa  panas  pengubah  fase  beroperasi  dalam sebuah  putaran refrigeration.  Kulkas  industri adalah kulkas yang digunakan untuk kebutuhan industri, seperti di restoran atau supermarket.
Dalam  tugas  akhir  ini,  penulis  akan membuat alat yang dapat melakukan pengontrolan, memonitoring bahan pangan yang bekerja  secara  otomatis  dan  dapat  memberikan notifikasi  kepada  pemilik  kulkas  tentang persediaan  bahan  pangan  yang  tersisa  didalam kulkas.  Sensor  pendeteksi  yang  terpasang  pada sistem  akan  mendeteksi  sebuah  objek  yang berada  tepat  didepannya  dan  sensor  berat  yang
juga  dipasangkan  dalam  sistem  akan  menilai berat bahan pangan secara terus menerus. Hasil tersebut sebelum dikirimkan kepada mikrokontroler untuk diolah tetapi dikonversikan terlebih dahulu oleh ADC.

## 1.2 Tujuan Penulisan
Adapun  tujuan  penulisan  dari  tugas  akhir ini sebagai berikut:
1) Adapun  maksud  dari  penulisan  tugas  akhir ini  adalah  untuk  memenuhi  salah  satu persyaratan  kelulusan  program  studi  S1 pada  jurusan  Sistem  Komputer,  Fakultas Teknologi  Informasi,  Universitas  Budi Luhur, Jakarta.
2) Dapat  mengimplementasikan  ilmu  yang didapat  selama  melaksanakan  pendidikan Strata  1  (S1)  sehingga  dapat  berguna  bagi peningkatan mutu.
3) Membuat rancang sistem Smart Kulkas.

## 1.3 Batasan Masalah
Dalam  pembuatan  sistem  smart  kulkas  ini terdapat  batasan  – batasan  masalah  agar masalah yang dibahas tidak terlalu luas, yaitu: a. Sensor  yang  digunakan  adalah  sensor tekanan,  untuk  sensor  tekanan  digunakan sensor load cell sebagai pendeteksi tekanan yang diberikan.
_____________________________________________________________________
b. Sistem  ini  hanya  memiliki  fungsi  untuk mengontrol, memonitoring, dan memberikan  informasi  kepada  pemilik kulkas  mengenai  sisa  bahan  pangan  yang terdapat didalam kulkas.
c. Pengujian  alat  hanya  bisa  dilakukan ditempat yang memiliki kondisi sinyal yang stabil.
d. Pembuatan  sistem smart kulkas  ini  dapat menggunakan mikrokontroler Arduino Uno dan Bahasa pemograman C Arduino dengan software Arduino IDE.
e. Pada  penelitian  ini  tidak  dibahas  apabila alat rusak karena terkena air, jatuh, dan lain sebagainya.

## 1.4 Metode Penelitian
Dalam  menyusun  laporan  Tugas  Akhir
(TA)  ini,  maka  penulis  melakukan  beberapa metode penelitian, yaitu: a. Metode Observasi Menguji coba secara langsung sistem Smart
Kulkas  Arduino  Uno  via  SMS  yang  telah dibuat  oleh  penulis.  Khususnya  dalam proses reply SMS  ketika  pemilik  kulkas mengirimkan SMS ke nomor sistem.
b. Metode Kepustakaan
Guna  kelengkapan  data  yang  belum terpenuhi,  maka  penulis  melakukannya dengan  cara  mencari,  membaca,  dan mempelajari  dari  berbagai  website,  buku, ataupun mendapatkan pengarahan langsung dari dosen pembimbing. Sehingga mendapatkan  data  yang  akurat,  kemudian dituangkan  dalam  laporan  Tugas  Akhir (TA) atau Skripsi.
1.5 Sistematik Penulisan Sistematika penulisan merupakan penjelasan yang bertujuan untuk
mempermudah  pembaca  dalam  memahami isinya  secara  garis  besar.  Sistematika penulisan  ini terdiri  dari 5 bab dan disertai lampiran-lampiran untuk membahas isi dari penulisan  penelitian  ini.  Setiap  bab memiliki  hubungan  yang  saling  berkaitan satu  sama  lainnya  agar  sistematika  dapat dijelaskan secara rinci. Adapun sistematika penulisannya sebagai berikut:

## BAB I: PENDAHULUAN
Pada  bab  ini  menjelaskan  serta  membahas mengenai latar belakang penelitian,
gambaran  umum  permasalahan,  tujuan penulisan,  batasan-batasan  masalah  yang dibahas, metode perancangan dan sistematika  penulisan  dalam  penyusunan skripsi ini.
BAB II: LANDASAN TEORI
Pada  bab  ini  menjelaskan  serta  membahas tentang  relevan  teori-teori  yang  digunakan, dari  mulai  teori  yang  bersifat  umum, khusus,  sampai  teori  tentang  perangkat keras  dan  lunak yang  mendukung perancangan sistem Smart Kulkas ini.

## BAB III: PERANCANGAN SISTEM
Pada  bab  ini  berisikan  spesifikasi  sistem yang  akan  dibuat,  diagram  blok alat,  cara kerja  alat,  rangkaian  keseluruhan,  dan flowchart.  Pada  bab  ini  membahas  tentang pengidentifikasi masalah serta
pemecahannya, berupa sistem yang diusulkan yaitu mengenai bagaimana sistem
Smart kulkas  ini  dapat  dikembangkan, analisa  program  yang  dirancang,  serta flowchart .

## BAB IV: IMPLEMENTASI DAN EVALUASI PROGRAM
Pada  bab  ini  membahas  mengenai implementasi  program,  cara  kerja  program yang  dikembangkan,  evaluasi  terhadap sistem  yang  dibuat  serta  pengembangan lebih lanjut dari alat dan program yang ada.

## BAB V: PENUTUP
Pada  bab  ini  memuat  kesimpulan  yang menjelaskan  secara  singkat  mengenai  hasil yang  dicapai  dari  sistem smart kulkas  ini yang  dikembangkan  serta  saran  yang disampaikan  mengenai  hal-hal  yang  belum terdapat  dalam  pembuatan  penelitian  ini untuk  kemungkinan  pengembangan  yang lebih lanjut.

## 2. Perancangan Sistem
Dalam  perancangan  aplikasi  tugas akhir  ini  ada  beberapa  hal yang  harus diperhatikan,  seperti  pemilihan  komponen, rangkaian yang akan dibuat dan bahan atau material  dari  alat  sampai  harga  komponen dan  ketersediaan  dipasaran.  Pemilihan  ini dilakukan dengan berdasarkan atas kebutuhan  spesifikasi  dengan  menekan biaya pembuatan tanpa mengurangi kualitas dari sistem yang nantinya akan dibuat, agar dapat  dibuat  suatu  alat  yang  dapat  bekerja dengan baik dan efisien.
Proses  perancangan  ini  dilakukan berdasarkan tiap-tiap blok dengan mengacu pada landasan teori yang terdapat pada Bab II  dan  disesuaikan  dengan  kebutuhan. Perancangan tiap-tiap blok akan mempermudah proses pengukuran dan juga untuk menghindari kesulitan pelacakan jika terjadi  kerusakan  serta  kesalahan  sistem dari  alat  tersebut. Adapun  proses  pada
_____________________________________________________________________
Smart Refrigerator System Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3 Dengan Sensor Infrared Dan Load Cell Sensor Yang Terhubung Dengan Gsm Sim900a Module
sistem yang dirancang secara diagram kotak
terlihat pada gambar 1 seperti diatas ini:

## Gambar 1. Diagram Blok
Pada  diagram  blok  diatas  menjelaskan  tentang Sistem  Smart  Kulkas  menggunakan  Arduino UNO R3. Berikut keterangan diagram blok:
a. Arduino  Uno  R3  bertindak  sebagai mikrokontroler  untuk  mengatur  dan menjalankan  program,  dimana  Arduino ini  akan  memproses  data  masukan  dan data keluaran dari alat.
b. Sensor Load  Cell berfungsi  untuk mendeteksi  tekanan  atau  berat  sebuah beban  yang  terletak  diatas  Sensor  Load cell tersebut.
c. GSM  Shield berfungsi  untuk  menerima dan  mengirimkan  pesan  /  SMS  (Short Message  Service)  pada  nomor  pemilik kulkas.
d. Limit  Switch untuk  mendeteksi  gerakan dari suatu mesin sehingga bisa mengontrolnya  atau  memperhentikan gerakan dari mesin tersebut. e. Sensor Infrared berfungsi sebagai feedback yang akan mengirimkan sinya
f. l  feedback  dan  selanjutnya  akan  diproses sesuai  program  yang  telah  disusun, sekaligus  menjadi  counter  perhitungan jumlah telur.

## 2.1. Cara Kerja Alat
1. Menyalakan mikrokontroller
dan menunggu  beberapa detik sampai kondisi mikrokontroller on.
2. sJika  mikrokontroller  sudah  on,  maka mikrokontroller  akan  mulai  melakukan proses kalibrasi.
3. Jika mikrokontroller  sudah  selesai melakukan kalibrasi, maka mikrokontroller akan langsung melakukan pengecekan  dan  penimbangan  pada jumlah  dan berat telur  yang ada di dalam kulkas.
4. Pada  saat  pemilik  kulkas  mengirimkan sebuah  pesan  kepada  sistem  dengan tulisan  “SISA”,  maka  secara  langsung sistem akan langsung melakukan
pengecekan  dan  penimbangan  telur  yang terdapat didalm kulkas.
5. Apabila  jumlah  telur  yang  ada  didalam kulkas  kurang  dari  3  butir  dan  beratnya tidak  sesuai  dengan  berat  yang  sudah ditetapkan, maka secara otomatis mikrokontroller akan mengirimkan sebuah  perintah  ke  module  GSM  untuk mengirimkan  sebuah  pesan  notifkasi kepada  user,  bahwa  persediaan  telur didalam  kulkas  tinggal  beberapa  butir atau  sudah  habis.  Proses  tersebut  akan baru  berjalan  jika  kondisi  kulkas  dalam keadaan  tertutup,  tetapi  sebaliknya  jika kondisi  kulkas  dalam  keadaan  terbuka, maka  proses  pengiriman  sebuah  pesan
notifikasi tidak akan berjalan.
6. Tetapi  jika  pemilik  kulkas  tidak membalas pesan notifikasi yang dikirimkan  oleh  module  GSM,  maka secara  otomatis  mikrokontroller  akan mengirimkan  kembali  sebuah perintah  ke module GSM untuk mengirimkan kembali sebuah pesan notifikasi ke pemilik kulkas dengan jeda waktu 5 detik.

## 2.2. Rangkaian Keseluruhan
_____________________________________________________________________
Smart Refrigerator System Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3 Dengan Sensor Infrared Dan Load Cell Sensor Yang Terhubung Dengan Gsm Sim900a Module
Rangkaian  keseluruhan  ini  terdiri  dari arduino UNO R3, Rangkaian Sensor Load Cell, Rangkaian  HX711,  Rangkaian  GSM Shield SIM900A,  Rangkaian  Sensor Infrared ,  dan Rangkaian Limit Switch .
Gambar 2. Rangkaian Keseluruhan
2.3. Flowchart
Gambar 3. Flowchart Alat

## Gambar 4. Flowchart Keseluruhan

## 3. Implementasi dan Evaluasi Program
Pada  bab  ini  akan  membahas  mengenai implementasi  program,  cara  kerja  program yang  dikembangkan,  evaluasi  terhadap  sistem yang  diusulkan  serta  pengembangan  lebih lanjut  dari  alat  dan program  yang  ada. Pengujian ini dilakukan pada setiap bagian dan sistem  alat  untuk  mendapatkan  hasil  yang sesuai  dengan  sistem  yang  sebelumnya  sudah dirancang agar berfunsi dengan baik.

## 3.1. Tujuan Pengujian
Tujuan dari pengukuran sistem ini adalah :
1. Mengetahui  apakah  perangkat  keras  yang telah  dibuat  dapat  bekerja  dengan  baik, benar, dan bermanfaat.
2. Dapat  diketahui  parameter  perbandingan antara hasil pengujian dengan perancangan, sehingga  dapat  diketahui  apakah  kinerja dari sistem berjalan stabil.
3. Dapat  diambil  kesimpulan-kesimpulan  dari hasil  pengujian  yang  didapat  sehingga diharapkan  pada  kemudian  hari  akan didapat  suatu  sistem  yang  dapat  bekerja lebih baik dan berguna untuk masyarakat.

## 3.2. Prosedur Pengujian

## 3.2.1. Setup Alat
Setup  alat  adalah  langkah  awal  yang harus  dilakukan  supaya  peralatan  dapat bekerja  secara  optimal.  Menghubungkan antara  Arduino  uno  R3  dengan  beberapa komponen pendukung yang digunakan, tetapi di  sini  saya  hanya  akan  menjelaskan  pin-pin yang  digunakan  pada  perancangan  alat  saya, dimana  masing-masing  pin  atau  port  pada Arduino memiliki fungsi atau kendali khusus. Hampir  semua  pin  atau  port  pada  Arduino dapat  digunakan  sebagai  input  serta  output. Untuk lebih jelasnya, di bawah ini akan saya jelaskan  fungsi  dari  masing-masing  pin  atau port Arduino yang digunakan.
1) Pin  3  digunkan  oleh  Infrared  1  untuk mendeteksi jumlah telur.
2) Pin  4  digunkan  oleh  Infrared  2  untuk mendeteksi jumlah telur.
3) Pin  5  digunkan  oleh  Infrared  3  untuk mendeteksi jumlah telur.
4) Pin  6  digunkan  oleh  Infrared  4  untuk mendeteksi jumlah telur.
5) Pin  7  digunkan  oleh  Infrared  5  untuk mendeteksi jumlah telur.
6) Pin  8  digunkan  oleh  Infrared  6  untuk mendeteksi jumlah telur.
7) Pin 9 digunkan oleh Limit Switch.
8) Pin  A0  - A1  digunakan  oleh  Load  Cell untuk  mendeteksi  tekanan  atau  berat sebuah beban.
9) Pin  10  - 11  digunkan  oleh  GSM  Shield untuk  menerima  sms  dan  mengirim  sms ke nomor yang telah ditentukan.

## 3.2.2. Upload Software
Setelah  melakukan  perancangan  dan pembuatan  alat,  langkah  selanjutnya  adalah penyususan program untuk pengendalian alat yang  disertakan  pada  sistem  ini.  Program pengendalian  diberikan  untuk  mengatur proses  kerja  alat  pada  masing  masing rangkaian.Setiap  pengendali  yang  disusun berbasis  kontroler  yang  dalam  hal  ini
_____________________________________________________________________
menggunakan IDE Arduino. Bahasa pemrograman  yang  digunakan  sebagai pengatur  sistem  alat  ini  adalah  bahasa  C. Adapun  langkah-langkah  pemrograman  yang dilakukan  agar  pengendalian  tersebut  dapat berfungsi  sebagaimana  mestinya  adalah sebagai berikut:
1) Susunan pembuatan program harus sesuai dengan flowchart sebagai alur pengatur.
2) Program dibuat dalam bahasa c dan ditulis maupun dikomplikasi menggunakan complier  IDE  Arduino  seperti  pada
gambar 5 dibawah ini. 3) Kemudaian  cari  tahu  pada  com  berapa koneksi  USB  mikro  yang  tersambung kePC  atau  laptop,  hal  ini  dapat  dilihat pada Mycomputer>Manage>Device Manager>Port (COM&LPT). 4) Setelah itu compile lalu Upload
5) Lakukan uji coba terhadap alat yang telah dibuat, apakah sesuai dengan perancangan yang  disusun  atau  tidak.  Jika  tidak, lakukan  pengecekan  pada  alur  program atau  rubah  program  sampai  kerja  alat sesuai dengan yang diinginkan.

## Gambar 5. IDE Arduino dan Program
3.3. Analisa dan Pengujian Sistem
3.3.1. Pengujian Jarak Sensor Infrared Pada dasarnya adalah mengirim lampu infra merah melalui IR-LED , yang kemudian tercermin  dari  benda  apapun  yang  terdapat didepan sensor. Data hasil pengujian pada sensor Infrared dapat dilihat pada tabel 4.1

## 3.3.2. Hasi Pengujian GSM SIM900A
Pengujian dilakukan di area yang terbuka, jika di area tertutup kemungkinan sinyal yang di dapat pada SIM900A tidak menerima pesan dari smartphone. Saat pengujian di harapkan menggunakan provider
_____________________________________________________________________
Smart Refrigerator System Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno R3 Dengan Sensor Infrared Dan Load Cell Sensor Yang Terhubung Dengan Gsm Sim900a Module
Gambar 6. Pengujian SMS dari SIM900A ke

## Smartphone
4. Penutup
Berdasarkan analisa yang telah dilakukan dimulai dari pengumpulan informasi, pemecahan masalah hingga pengembangan alat maupun aplikasi yang telah dibuat dan dapat ditarik kesimpulan serta saran yang mungkin diperlukan untuk mengembangkan ke tahap yang lebih kompleks.

## 5. Kesimpulan
Dari hasil analisa terhadap masalah serta alat dan aplikasi yang telah dikembangkan  dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
a. Mikrokontroller  Arduino  UNO  R3  dapat melakukan proses sesuai yang di harapkan.
b. Prototype  Smart kulkas  dapat  memberikan informasi  kepada  pemilik  kulkas  mengenai  sisa bahan pahan didalam kulkas.
c. Prototype  Smart kulkas  dengan  teknologi  GSM SIM900A  dapat  menyempurnakan  perancangan alat sebelumnya yang menggunakan sensor suhu dalam pengoperasiannya.
6. Saran Prototype Smart kulkas yang telah dirancang, berfungsi  untuk  meringankan  pekerjaan  manusia saat  berada  diluar  rumah.  Namun  alat  ini  masih memerlukan  beberapa  penyempurnaan  yakni, menambahkan  fitur  layar touchscreen dan
menambahkan fungsi sistem agar dapat dikendalikan oleh  aplikasi  android.  Selain  itu  diharapkan penelitian  berikutnya  dapat  dilakukan  jauh  lebih baik  dengan  menggunakan  alat  yang  lebih  canggih dibandingkan saat ini.
Daftar Pustaka [1]. Banzi, Massimo. 2011. Getting Started with Arduino . California: Maker Media [2]. Ichwan, Muhammad. 2013. PEMBANGUNAN  PROTOTIPE  SISTEM PENGENDALIAN  PERALATAN  LISTRIK PADA  PLATFORM  ANDROID .  Bandung: Jurnal Informatika. [3]. Margiono,  Abdillah.2015. Macam-Macam Sensor  dan  Aplikasi  pada  Sistem  Otomasi . Pontianak : YKT. [4]. Rangkuti,  Syahban.2016. Arduino  & Proteus  Simulasi  dan  Praktik  +  Dvd . Bandung: Informatika. [5]. Rozidi,  R.I.2004. Membuat  Sendiri  SMS Gateway (ESME) Berbasis Protokol SMPP .
Yogyakarta:Penerbit Andi. [6]. Boxall,  J.,  2014, Tutorial  Arduino  and SIM900 GSM Modules , http://tronixstuff.com/2014/01/08/tutorial- arduino-and-sim900-gsm-modules/, 08 Januari 2014, diakses 04 April 2015. [7]. ECADIO, “Mengenal Arduino Uno
R3”(online), diakses 1 mei 2017,
http://ecadio.com/mengenal-dan-belajar- arduino-uno-r3