Sistem Manajemen Sampah Plastik Botol Minuman Berbasis Internet of Things dan Fintech
Sutisna Abdul Rahman Fakultas Teknik Program Studi Elektro
Universitas Langlangbuana sutisna.abdulrahman@unla.ac.id Reksa Firmansyah Haryoto Fakultas Teknik Program Studi Elektro Universitas Langlangbuana reksafirmansyah1@gmail.com Roy Chaidir Fakultas Teknik Program Studi Elektro Universitas Langlangbuana roy.chaidir@unla.ac.id Adittriya Rizki Ramdani Fakultas Teknik Program Studi Elektro Universitas Langlangbuana adittrya@gmail.com Abstrak - Persoalan sampah masih menjadi pekerjaan rumah besar bagi Indonesia. mulai dari permasalahan kesadaran untuk membuang sampah dengan tertib sampai dengan permasalahan pengelolaan sampah. Sistem manajemen pengelolaan sampah berbasis Internet of Things dan Fintech yang terdiri dari purwarupa tempat sampah pintar, aplikasi telepon seluler berbasis Android, basis data, serta layanan papan instrumen berbasis web. Tempat sampah pintar memiliki 3 fungsi utama diantaranya berfungsi sebagai tempat pembuangan sementara dari botol plastik yang dibuang, memberikan informasi jenis botol plastik yang dibuang, serta memberikan informasi kapasitas isinya. Alat ini menggunakan sensor Time of Flight (ToF) VL53L0X untuk mendeteksi jenis botol yang dimasukan dan mendeteksi kapasitas isi tempat sampah. Aplikasi android berfungsi untuk mengkonversi data jenis botol yang dikirim oleh tempat sampah pintar menjadi nominal simulasi uang digital dan mengirim data informasi status isi tempat sampah ke server menggunakan protokol komunikasi MQTT. Data isi kapasitas tempat sampah yang tersimpan dalam basis data akan ditampilkan pada antarmuka grafis berbasis web untuk memberikan informasi tempat sampah yang sudah penuh isinya. Dengan sistem yang dikembangkan dapat meningkatkan kesadaran masyarakat untuk membuang sampah dengan tertib dan meningkatkan efektifitas proses pengambilan mekanisme pengambilan sampah yang tidak teratur.
Kata kunci – Internet of Things, Fintech, Time of Flight, VL53L0X, MQTT

## 1. PENDAHULUAN
Dalam beberapa tahun terakhir, Internet of Things dan Fintech merupakan teknologi yang menjadi pemicu hadirnya gagasan-gagasan untuk memperbaiki tatanan kehidupan, salah satunya gagasan Smart City . Salah satu komponen dari konsep Smart City adalah Smart Environment yang lebih memfokuskan kepada peningkatan kualitas pengelolaan dan pemberdayaan lingkungan berbasis teknologi. Tujuan dari konsep Smart Environment salah satunya adalah menciptakan lingkungan yang bersih bebas dari sampah.
Plastik telah menjadi bahan paling populer di dunia di mana penggunaannya telah meningkat 20 kali dalam 50 tahun terakhir. Berdasarkan penelitian dari Analisis Aliran Sampah, Rantai Nilai, dan Daur Ulang di Indonesia yang dilakukan oleh Sustainable Waste Indonesia (SWI) pada tahun 2017, diperkirakan sebanyak 1,3 juta ton sampah plastik mencemari lingkungan setiap tahun, termasuk yang ada di lautan. Pada tahun 2050, diperkirakan akan ada lebih banyak sampah plastik di lautan daripada ikan yang hidup di dalamnya, sedangkan limbah plastik dapat menjadi bahan baku produk lain jika didaur ulang.
Berdasarkan latar belakang masalah tersebut maka pada penelitian ini akan dilakukan kajian proses rancang bangun sistem manajemen pengelolaan sampah sebagai upaya untuk mencapai tujuan konsep Smart Environment dalam menciptakan lingkungan yang bersih dari sampah dengan menerapkan teknologi Internet of Things dan Fintech berupa perangkat bantu dan sistem informasi. Jenis sampah difokuskan pada sampah plastik botol kemasan air minum yang memiliki
potensi nilai ekonomis dan mudah didaur ulang menjadi bahan baku. Setiap botol plastik akan di konversi menjadi simulasi uang digital. Setiap data aktifitas tempat sampah dan aplikasi akan tersimpan dalam basis data dan dapat di pantau melalui antarmuka grafis berbasis web.

## 2. METODE

## 2.1. Perancangan Sistem
Gambar 1. Blok Sistem Manajemen Sampah Botol Plastik.
Sistem ini dibangun sedemikian rupa sehingga dapat mengubah sampah botol plastik minuman menjadi simulasi uang digital mengimplementasikan teknologi Internet of Things dan Fintech . Sistem terdiri dari beberapa subsistem meliputi perangkat keras tempat sampah pintar, aplikasi android, server backend dan antarmuka grafis berbasis web.

## 2.2. Perancangan Perangkat Keras
Perangkat keras berupa tempat sampah terdiri dari beberapa komponen diantaranya prosesor XTENSA, Bluetooth Low Energy (BLE) 4.2, peripheral I2C, GPIO, UART, 9 sensor VL53L0X, sensor hall effect A3144, 4 motor servo MG996R dan 3 led indikator.
Gambar 2. Blok diagram perangkat keras.

## 2.3. Perancangan Aplikasi Android

## Gambar 3. Blok Sistem
Aplikasi android berfungsi sebagai antaramuka bagi pengguna untuk memanfaatkan sistem ini. Konektifitas antara tempat sampah dan aplikasi ini melalui media BLE 4.2. Penggunaan aplikasi ini di tunjukan pada diagram alir Gambar 3.

## 2.4. Perancangan Aplikasi Dashboard
Gambar 4. Blok diagram arsitektur aplikasi dashboard. Aplikasi Dashboard berupa antarmuka grafis berbasis web. Arsitektur aplikasi di tunjukan pada Gambar 4. Aplikasi ini menampilkan data-data diantaranya data analitik, rekap transaksi, data produk jenis botol plastik, data tempat sampah pintar.

## 3. HASIL DAN DISKUSI
Realisasi sistem dimulai dari bagian-bagian sistem dan kemudian dilakukan proses integerasi sistem secara utuh. Pengujian dan pengukuran dilakukan untuk setiap bagian sistem dan sistem secara keseluruhan.

## 3.1. Realisasi dan Pengujian Perangkat Keras
Desain tempat sampah mempunyai dimensi 270x460x720x mm dan memiliki 3 lubang pembuangan seperti di tunjukan pada Gambar 5.
Gambar 5. Desain Tempat Sampah.
Cara kerja sensor Time of Flight di tunjukan pada Gambar 6, dimana untuk mendapatkan jarak ditentukan oleh persamaan :
Dimana d adalah jarak antara sensor dengan benda, c adalah kecepatan cahaya dan t adalah waktu sinar dipancarkan dan diterima oleh sensor.
Gambar 6. Cara kerja sensor Time of Flight Pengujian sensor Time of Flight VL53L0X sebagai fungsi pengukur jarak proximity ditunjukan pada TABEL 1.
TABEL 1. Hasil pengujian sensor VL53L0X .
Pengukuran ke-n Pengukuran (mm) Alat Ukur Standar Sensor VL53L0X 1 10 33 2 20 36 3 30 43 4 40 42 5 50 52 6 60 61 7 70 70 8 80 81 9 90 92 10 100 104
Berdasarkan hasil pengujian pada TABEL 1 diatas, sensor VL53L0X memiliki akurasi yang rendah untuk pengukuran dibawah 30 mm, akan tetapi untuk jarak lebih dari 30 mm memiliki nilai akurasi cukup baik pengukuran cukup baik dengan nilai galat ukur rata-rata 1,714 mm dan tingkat presisi dengan nilai 85,71 %.
Metode identifikasi botol sampah plastik ditunjukan pada Gambar 7.
Gambar 7. Metode pengukuran identifikasi botol plastik.
Hasil percobaan identifikasi jenis botol sampah plastik ditunjukan pada TABEL 2.
TABEL 2. Hasil pengujian identifikasi jenis botol plastik. No Pengukuran (mm) Merek A Merek B Merek C T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3 1 63 83 32 23 90 79 44 88 63 2 54 86 29 24 89 74 32 70 62 3 77 88 35 46 92 90 29 88 73 4 88 90 24 45 90 82 19 86 61 5 91 92 31 51 93 83 38 89 64 6 89 90 30 46 92 88 44 90 37
7 88 91 25 46 90 62 48 92 40 8 91 93 21 25 91 83 46 91 56 9 88 89 31 33 83 79 49 92 86
10 89 95 31 50 93 85 55 68 37 Hasil pengukuran botol plastik menggunakan penggaris jangka sorong merek A adalah tinggi = 225 mm dan lebar = 60mm, sedangkan merek B memiliki tinggi 193 mm dan lebar = 55 mm, serta merek C memiliki tinggi = 235 mm. dan lebar = 55 mm. Jika dibandingkan dengan hasil pengujian identifikasi jenis botol maka rangkaian sensor VL53L0X dimana merek A memiliki rata-rata lebar = 57,7 mm, merek B memiliki rata-rata lebar = 53,6 mm, dan merek C memiliki rata-rata lebar = 52,2 mm. Dari analisa tersebut dapat dilihat bawah tempat sampah memiliki kemampuan baik dalam mengidentifikasi jenis botol dengan tingkat akurasi 96.17%.

## 3.2. Realisasi Aplikasi Android
Aplikasi android dalam sistem ini terdiri dari beberapa halaman aktifitas diantaranya aktifitas halaman Login, halaman Utama, halaman Rekap Transaksi, dan halaman Pindai Kode.
Gambar 8. Aktifitas halaman aplikasi Android.

## 3.3. Realisasi Aplikasi Dashboard
Aplikasi dashboard berupa antarmuka grafis berbasis web dalam sistem ini ditunjukan pada Gambar 9. Aplikasi terdiri dari halaman Login, halaman Data Analitik, halaman Rekap Transaksi, halaman Daftar Produk Botol Plastik, dan halaman Informasi Tempat Sampah.
Gambar 9. Aplikasi Dashboard .

## 4. KESIMPULAN
Setelah melakukan proses perancangan dan pengujian subsistem dan hasil integrasi sistem keseluruhan, maka diperoleh beberapa kesimpulan diantaranya:
1. Berdasarkan hasil pengujian sensor Time of Flight VL52L0X, sensor ini memiliki tingkat presisi cukup baik untuk mengukur jarak atau dimensi suatu botol plastik dengan nilai kepresisian ..% dibandingkan dengan hasil pengukuran menggunakan alat ukur standar berupa penggaris dengan orde satuan mm.
2. Konfigurasi 3 sensor VL53L0X yang dipasang secara array dapat mengidentifikasi 3 jenis botol plastik yang berbeda berdasarkan tinggi dan diameter botol plastik dengan tingkat akurasi pendeteksian.
3. Sistem yang dikembangkan telah berhasil mengkonversi sampah botol plastik menjadi simulasi uang digital dengan menggunakan teknologi Internet of Things berupa komunikasi BLE 4.2 antara perangkat tempat sampah dan aplikasi android yang terinstal pada perangkat smartphone, dan komunikasi data perangkat smartphone berupa wifi atau data seluler sebagai media komunikasi antara aplikasi pada perangkat smartphone dengan aplikasi dashboard.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hillar, G.C, “MQTT Essential – A Lightweight IoT Protocol,” Packt Publishing Ltd.,978-1-78- 728781-5,2017.
[2] Zanuttigh, P. and Marin, G. and Mutto, C.D. and Dominio, F. and Minto, L. and Cortelazzo, G.M., “Time-of-Flight and Structured Light
Depth Cameras: Technologies and Applications,” Springer International Publishing, 978-3-31-930973-6, 2016.
[3] Gibbs, Paul., “HTML Beginners – Basics of Web Design”, Kindle Edition, 2016.
[4] Gibbs, Paul., “PHP Tutorials : Programming PHP and MySQL”, Kindle Edition, 2014.
[5] Heydon,R., “Bluetooth Low Energy The Developer’s Handbook”, Pearson Education, Inc.,978-0-13-288836-3.
[6] Elmasri , Ramez., Navathe ,Shamkant B., “Fundamentals of Database Systems”, Addison- Wesley-Massachusetts, 2011.
[7] Murphy , Mark L., “Android Programming Tutorials”, CommonsWare, LLC, 2010.
[8] Smyth ,Neil. , “PHP Essentials”, Payload Media, 2010.
[9] Bengkulah, M.T., “Manajemen Pengolahan
Sampah Berkelanjutan Melalui Inovasi “ECOBRICK” Oleh Pemerintah Kota Yogyakarta”, Ecology,2018.
[10] Pradipta, D.M., Sylvia, N., Tiyama, I.A., “Relasi Pemilihan Warna, Fungsi dan Jenis Material Pada Perkakas Dapur Berbahan
Stainless Steel ”, Jurnal NARADA,ISSN 2477- 5134, Volume 6 Edisi 1.
[11] Fatimaningrum, A.S., “Kajian Psikologis Dalam Pemilihan Permainan Kreatif Yang Merangsang Perkembangan Anak Usia Dini”,Universitas Negeri Yogyakarta.
[12] VL53l0x Datasheet, “World’s Smallest Time of Flight Rangign and Gesture Detection Sensor”,https://www.st.com/resource/en/datashe et/vl53l0x.pdf, Diakses 17 Mei 2020. [13] A3144 Datasheet, “Sensitive Hall Effect Switches for High-Temperature Operation”,https://www.elecrow.com/download /A3141-2-3-4-Datasheet.pdf, Diakses 17 Mei
2020.
[14] ESP32 Datasheet, “ESP32 Series Datasheet”, https://www.espressif.com/sites/default/files/do cumentation/esp32_datasheet_en.pdf, Diakses 17 Mei 2020.
[15] Datasheet MG966R, “MG966R High Torque Metal Gear Dual Ball Bearing Servo”, https://www.electronicoscaldas.com/datasheet/ MG996R_Tower-Pro.pdf, Diakses 18 Mei
2020. [16] Datasheet PAM8304, “PAM8304 3W Mono Class D Audio Amplifier”, https://www.diodes.com/assets/Datasheets/PAM 8304.pdf, Diakses 18 Mei 2020.
[17] Datasheet DF Player, “DF Player Mini”, https://picaxe.com/docs/spe033.pdf, Diakses 18 Mei 2020.