## SMART SP RAYER DISINSFEKTAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328

## Zulkarnaen 1)
1) Teknik Informatika. STMIK Syaikh Zainuddin NW Jl. Raya Mataram Lb. Lombok KM.49 Anjani Lombok Timur - NTB e-mail: zolcakep@gmail.com

## ABSTRAK
Pada masa pandemi covid 19 yang kita alami saat ini, berbagai inovasi teknologi diciptakan sebagai langkah awal dalam memutus mata rantai penyebaran virus corona. Salah satu cara yang bisa diimplementasikan dalam memutus mata rantai pandemi covid 19 khususnya di area publik adalah dengan penyemprotan cairan disinfektan yang  bisa  dilakukan  secara  terus  menerus.  Optimalisasi        penyemprotan  cairan  disinfektan  dapat  dilakukan dengan memanfaatkan teknologi yang mampu bekerja secara otomatis. Penelitan ini membuat sebuah alat sprayer camber disinfektan sebagai salah satu inovasi teknologi. Otomatisasi sprayer disinfektan dapat dilakukan dengan memanfaatkan mikrokontreler ATemega328 sebagai mesin otomatis untuk mengaktifkan pompa sprayer berdasar- kan  deteksi  objek  yang ada  disekitarnya  dengan  bantuan  sensor  ultrasonic.  Penentuan  jarak  pembacaan objek sangat  menentukan  kinerja  dari  sensor  ultrasonic  dalam  memberikan  input  ke  mikrokontroler.  Sistem  smart sprayer tersebut mampu mengaktifkan pompa DC 12Volt dengan tegangan 5 ampere. Sistem kontrol smart sprayer disinfektan ini bisa diterapkan pada pintu gerbang atau lorong yang berada di pusat keraimaian.

## Kata Kunci: Mikrokontroler, Atmega328, Arduino, Sprayer, Disinfektan

## ABSTRACT
During the pandemic covid 19 we are experiencing at this time, various technological innovations are created as the first step in breaking the chain of corona virus. One way that can be implemented in breaking the covid pandemic chain of 19, especially in public areas is by spraying a disinfectant liquid that can be done continuously. Optimization of spraying disin- fectant liquid can be done by utilizing technology that is able to work automatically. This research makes a disinfectant sprayer chamber as a technological innovation. Automation of disinfectant sprayers can be done by utilizing the ATemega328 micro- controller as an automatic machine to activate the sprayer pump based on the detection of objects that are around it with the help of an ultrasonic sensor. Determination of the distance reading of the object greatly determines the performance of the ultrasonic sensor in providing input to the microcontroller. The smart sprayer system is capable of activating a 12Volt DC pump with a voltage of 5 amperes. This smart sprayer disinfectant control system can be applied to the gate or hallway at the center of the crowd.
Keywords: Microcontroller, Atmega328, Arduino, Sprayer, Disinfectant

## I. P ENDAHULUAN
ada masa pandemi covid 19 yang kita alami saat ini,  sudah  pasti  semua  orang  akan  berupaya menciptakan inovasi teknologi sebagai langkah awal  dalam  memutus  mata  rantai  penyebaran virus  corona.  Penyebaran  virus  covid  19  hampir  di semua  negara  yang  ada  di  dunia  tidak  terkecuali indonesia  tjuga  tidak  luput  dari  epidemi  covid  19  ini. Penerapan  pola  hidup  sehat  tentu  menjadi  salah  satu ikhtiar  yang  dapat  kita  lakukan  untuk  memastikan lingkukang  sekitar  kita  benar-benar  steril  dari  bakteri maupun virus.
Pesatnya perkembangan berbagai perangkat teknologi saat ini sebisa mungkin dapat dimaksimalkan. Salah  satu  cara  yang  bisa  diimplementasikan  dalam
rangka  memutus  mata  rantai  pandemi  covid  19 khususnya di area publik adalah dengan penyemprotan cairan  disinfektan  yang  bisa  dilakukan  secara  terus menerus.  Ketika  penyemprotan  itu  dilakukan  secara masal  dan  berkala,  sudah  tentu  akan  menimbulkan permasalahan  baru  yakni  kebutuhan  tenaga  atau operator  disinfektan.  Penyemprotan  cairan  disinfektan tentu  tidak  akan  maksimal  apabila  dilakukan  secara manual  lebih-lebih  bagi  masyarakat  yang  berada  di tempat-tempat  umum  atapun  sarana  publik  lainnya seperti perkantoran maupun pusat perbelanjaan bahkan pasar  tradisonal,  hal  ini  dikarenakan  luasnya  area  dan banyaknya masyarakat yang akan dilayani. Optimalisasi    penyemprotan cairan disinfektan tersebut dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi yang dapat bekerja secara otomatis.
P
Penelitan  ini  membuat  sebuah  alat  sprayer  camber disinfektan  sebagai  salah  satu  inovasi  teknologi  yang dapat diterapkan dalam upaya pencegahan penyebaran pandemi  covid  19  ini.  Otomatisai  spryer  disinfektan tersebut  dapat  dilakukan  dengan  memanfaatkan mikrokontreler  atemega  328  sebagai  mesin  otomatis untuk mengaktifkan pompa sprayer berdasarkan deteksi objek  yang  ada  disekitarnya  dengan  bantuan  sensor ulrasonic yang dapat diprogram secara optimal. Smart sprayer  disinfektan  ini  dibuat  dengan  memanfaatkan perkembangan  teknologi  Internet  Of  Things  (IoT). Perangkat  fisik  (hardware/embedded  system)  dalam infrastruktur  Internet  of  Things  merupakan  hardware yang tertanam (embedded) dengan elektronik, perangkat  lunak,  sensor  dan  juga  konektivitas. Perangkat  embedded  system  melakukan  komputasi untuk pengolahan data dari input sensor dan beroperasi dalam infrastruktur internet.

## II. STUDI PUSTAKA
Bab  ini  membahas  teori  penunjang  yang  digunakan dalam  pembuatan  sistem  smart  sprayer  chamber disinfektan  yang  meliputi:  sensor  ultrasonic  HC-SFR- 04,  Mikrokontroler  ATMega  328,  Relay  serta komponen-komponen pendukung lainnya yang digunakan dalam perancangan.

## A. Mikrokontroler
Mikrokontroler  adalah  suatu  chip  berupa  IC (Integrated Circuit) yang dapat menerima sinyal input, mengolahnya  dan  memberikan  sinyal  output  sesuai dengan program yang diisikan ke dalamnya[1]. Sinyal input  Mikrocontroller  berasal  dari  sensor  yang merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output  ditujukan  kepada  aktuator  yang  dapat memberikan efek ke lingkungan[4].
Mikrocontroler  pada  dasarnya  adalah  komputer dalam  satu  chip,  yang  di  dalamnya  terdapat mikroprosesor,  memori,  jalur  Input/Output  (I/O)  dan perangkat  pelengkap  lainnya.  Kecepatan  pengolahan data pada Mikrocontroller lebih rendah jika dibandingkan dengan PC[4].
Pada  PC  kecepatan  mikroprosesor  yang  digunakan saat ini telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi Mikrocontroler pada umumnya berkisar antara 1 – 16 MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC  yang  bisa  mencapai  orde  Gbyte,  dibandingkan dengan Mikrocontroler yang hanya berkisar pada orde byte/Kbyte.
Gambar chip mikrokontroler terdapat pada gambar 1 sebagai berikut.

## Gambar 1. Chip Mikrokontroler

## B. Arduino
Arduino adalah board berbasis mikrokontroler pada ATMega  328. Board ini  memiliki  14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog , 16 MHz osilator  kristal,  koneksi  USB, jack listrik  dan  tombol reset [1]. Pin – pin ini  berisi  semua  yang  diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC – DC atau baterai untuk
menggunakannya[4]. Arduino UNO dilengkapi  dengan static  random  access  memory (SRAM)  berukuran  2  KB  untuk  memegang  data, flash  memory berukuran  32KB,  dan erasable programmable  read-  only  memory (EEPROM)  untuk menyimpan program.

## Gambar 2. Board Arduino
Arduino  merupakan  kit  elektronik  atau  papan rangkaian  elektronik  open  source  yang  di  dalamnya terdapat komponen utama yaiut  sebuah chip mkrokontroler  dengan  jenis  AVR  dari  perusahaan Atmel. Spesifikasi dari arduino uno dapat dilihat pada tabel 1 berikut.
Tabel 1. Spesifikasi Arduino Uno Mikrokontroller ATMega328 Tegangan Pengoperasian 5 V Tegangan Input yang dis- arankan 7-12 V Batas Tegangan Input 6-20 V Jumlah Pin I/O Digital 14 Pin Digital Jumlah Pin Input Analog 6 Pin Arua DC tiap Pin I/O 40 mA Arus DC untuk Pin 3,3 V 50 mA Memory Flash 32 KB (ATMega 328) sekitar 0,5 digunakan oleh bootloader SRAM 2 KB (ATMega 328) EPROM 1 KB (ATMega 328) Clock Speed 16 MHz

## C. Relay
Komponen  ini  berfungsi  sebagai  saklar  elektronik. Relay  akan  aktif  ketika  diberi  input  high  dari mikrokontroler, dan relay ini berfungsi sebagai sistem pengsaklaran  untuk  solenoid.  Relay  memiliki  3  pin yang  digunakan  untuk  mengontrol  relay  yaitu  VCC, GND  dan  IN,  dimana  VCC  dan  GND  sebagai  power untuk  modul  relay,  sedangkan  IN  sebagai  input  untuk mengontrol Relay [2].
Gambar 3. Relay 1 chanel
spesifikasi  dari  modul  relay  1  chanel  ini  sebagai berikut.
▪ Hubungi 10A dan 250V AC atau 30V DC saat ini.
▪ Setiap saluran memiliki indikasi LED.
▪ Tegangan koil 12V per saluran.
▪ Tegangan pengoperasian kit 5-12 V
▪ Input sinyal 3-5 V untuk setiap saluran.
▪ Tiga pin untuk mengontrol relay

## D. Sensor Ultrasonic
Sensor  ultrasonik  adalah  sensor  yang  bekerja berdasarkan  prinsip  pantulan  gelombang  suara  dan digunakan  untuk  mendeteksi  keberadaan  suatu  objek tertentu  di  depannya,  frekuensi  kerjanya  pada  daerah diatas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz. Sensor  ultrasonik  terdiri  dari  dari  dua  unit,  yaitu  unit pemancar dan unit penerima [2].
Sensor  PING  mendeteksi  jarak  objek  dengan  cara memancarkan gelombang ultrasonik ( 40 KHz ) selama
t  =  200  us  kemudian  mendeteksi  pantulannya.  Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari Mikrokontroler pengendali ( pulsa trigger dengan tout min 2 us ). Kisaran jarak yang dapat  di  baca  sensor  ultrasonic  ping  ini  adalah  3  cm sampai  3  m  dan  sudut  pancaran  dari  sensor  jarak ultrasonic ping adalah dari 0 o sampai dengan 30 o [2].
Gambar 4. Sensor Ultrasonic HC-SR04
1. Spesifikasi sensor Ultrasonic HC-SR04:
▪ Jarak deteksi antara 2cm – 300cm
▪ Tingkat kepresisisan pengukuran jarak ±3 mm
▪ Tegangan operasional 5 Vdc
▪ Sudut sensor < 15 derajat
▪ Konsumsi arus berkisar 2mA
▪ Dimensi modul 45mm x 20mm
2. Bagian-bagian dari sensor ultrasonic antara lain:
▪ Piozoelektrik Berfungsi  sebagai  alat  pengubah  energi listrik dijadikan menjadi energi mekanik.
Material  dasar  yang  terdapat  pada  piezoelektrik yang  menghasilkan  medan  listrik  saat  terjadi tekanan  mekanis  dan  sebaliknya.  Misalnya  saja rangkaian  pengukur  dioperasikan pada  mode pulsa  dengan  unsur  piezoelektrik  yang  sama, sehingga bisa digunakan sebagai mode reiceiver dan transmitter. Frekuensi dihasilkan tergantung dari  osilator  yang  terpasang  dan  itu  akan disesuaikan dengan frekuensi kerja dari transduser.
▪ Transimiter Merupakan  alat  yang  mempunyai  peran sebagai  pemancar  gelombang  dengan  frekuensi 40 kHz yang bersumber dari isolator. Frekuensi tersebut  dihasilkan  dari  rangkaian  osilator  serta amplifier  sinyal/penguat  sinyal.  Pada  amplifier sinyal akan menghasilkan sinyal listrik yang  diumpankan ke piezoelektrik dan terjadilah reaksi  mekanik.  Pada  proses  itu  dimana piezoelektrik  akan memancarkan  gelombang sesuai dengan sumber osilatornya.
▪ Receiver
Terdiri  dari  transduser  ultrasonik  yang memakai  piezoelektrik  juga  yang  difungsikan sebagai penerima  gelombang  pantulan.  Bahan piezoelektrik mempunyai reaksi yang reversible, terdapat elemen keramik yang berfungsi sebagai pembangkit  tegangan  listrik.  Pada  waktu gelombang datang dengan kriteria frekuensi yang
resonan  dan  pada  saat  itu  akan  menggetarkan bahan piezoelektrik

## E. Pompa Air
Pompa  adalah  mesin  atau  peralatan  meknis  yang digunakan  untuk  menaikan  cairan  dari  dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari  daerah  bertekanan  rendah  ke  daerah  yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju  aliran pada  suatu  sistem  jaringan  perpipaan  [3].  Hal  ini dicapai  dengan  membuat  suatu  tekanan  yang  rendah pada  sisi  masuk  atau suction dan  tekanan  yang tinggi pada sisi keluar atau discharge dari pompa.

## Gambar 5. Pompa Air DC
Spesifikasi  pompa  air  yang  digunakan  sebagai berikut:
Spesifikasi: Volt                 : DC12V Daya                : 60W Tingkat Aliran        : 5L / mnt Tekanan Kerja Maks  : 116psi (0.8MPA) Pumping Head        : 50 meter Kisaran              : 7 meter Ukuran              : 9,9 x 16,7cm / 3,9 "x 6,6" Panjang Garis        : 29cm / 11,4 "

## III. METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu metode  experimental,  yang  merupakan  kombinasi antara perancangan dan pembuatan sistem.

## A. Perancangan Sistem
Perancangan  sistem  otoamatis  smart  sprayer  bilik disinfektan ini menggunakan mikrokontroler Atmega328  dibagi  menjadi  dua  bagian  yaitu perancangan hardware dan perancangan software.
Perancangan  hardware  terbagi  menjadi  dua  bagian yaitu pembuatan bilik disinfektan dan perakitan sistem kontrol sprayer otomatis menggunakan kit arduino uno yang  terdiri  dari  midul  relay  satu  chanel,  buzer  serta modul  sensor  ultrasonic.  Perancangan  software merupakan pembuatan program mikrokontroler menggunakan IDE Arduino.
Berikut ini merupakan tahapan yang dilakukan dalam
perancangan hardware maupun software antara lain: 1. Perancangan Bilik Disinfektan Pembuatan  bilik  disinfektan  pada  penelitian  ini menggunakan  baja  ringan  jenis  holo  dengan diameter pipa kotak 4x4.
Gambar 5. Rancangan Rangka sprayer disinfektan
Spesifikasi: Dimensi : Tinggi 200 x 100 x 150 Rangka Tiang : Holo 61 4x4 tebal 1.8 Rangka Palang : Holo 61 4x4 tebal 1.8 Dinding : Acrilick 3mm 2. Rangacangan Sistem Kontrol
Berikut  ini  merupakan  rancangan  sistem  otomatis sprayer  disinfektan  menggunakan  kit  arduino  uno R3

## Gambar 6. Rancangan Kontrol Otomatis
Dari  gambar  6  di  atas  dapat  dijelaskan  bahwa Arduino sebagai pusat instruksi. Arduino berfungsi untuk mendeteksi aktivitas dari mesin yang ditandai dengan LED merah sebagai posisi standbay. Ketika sensor  mendeteksi  gerakan  atau  ada  objek  maka sensor  akan  mengirimkan  sinyal  berupa  input  ke mikrokontroler  untuk  memberikan  input  ke  relay dengan  indikator  LED  hijau  menyala  dan membangkitan  tegangan  dari  relaya  untuk  On Pompa.  Lama  pompa  aktif  disuaikan  berdasarkan kebutuhan setelah itu LED hijau Of dan LED merah On mendankan proses program sudah dilaksanakan. 3. Perancangan Modul Program
Berikut  ini  merupakan  modul  program  yang dibuat  untuk  memberikan  instruksi  program terhadap  komponen-komponen  elekrtrik  yang
terhubung  langsung  dengan  arduino  uno berdasarkan skema yang terdapat pada gambar 6.
#define Buzzer 9 //mendefinisikan pin 4 Arduino sebagai pin Output Buzzer #define valve 10 //valve #define merah 7 //LAMPU MERAH #define hijau 8 //LAMPU HIJAU #define trigPin 5  //mendefinisikan pin 5 arduino sebagai trigger pin sensor ultrasonic #define echoPin 6 //mendefinisikan pin 6 arduino sebagai echoPin sensor ultrasonic
long duration; // variabel durasi sensor ultrasonic int distance; // jarah dalam centimeter void setup() {
pinMode(trigPin,  OUTPUT);  //  setting  triggerpin sebagai output
pinMode(echoPin,  INPUT);  //  setting  echopin sebagai Input
pinMode(10,  OUTPUT);  //  setting  valve  sebagai Output
pinMode(7,  OUTPUT);  //  setting  merah  sebagai Output
pinMode(8,  OUTPUT);  //  setting  hijau  sebagai
Output pinMode(9,  OUTPUT);  //  setting  Buzzer  sebagai Output Serial.begin(9600); // setting kecepatan pengiriman serial monitor
} void loop() { digitalWrite(trigPin,LOW); delayMicroseconds (3); digitalWrite(trigPin,HIGH); delayMicroseconds (5); digitalWrite(trigPin,LOW); duration = pulseIn(echoPin,HIGH); digitalWrite(trigPin,HIGH); distance = duration*0.034/2;
Serial.print("Distance: ");    //menampilkan jarak pada serial monitor Serial.println(distance); if (distance <=30) { digitalWrite(9,HIGH); delay(500); digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(9,LOW); delay(500); digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(7,LOW); digitalWrite(10,HIGH);  //membaca PIN 2 pada relay,dan  memasukan  nilai  LOW  pada  saat tidak ada benda yang menghalangi sensor delay(5000);     //waktu pada saat relay mati digitalWrite(9,HIGH); delay(500); digitalWrite(9,LOW); delay(500);
digitalWrite(9,HIGH); delay(500);
digitalWrite(9,LOW);
delay(500); }
else { digitalWrite(7,HIGH); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(10,LOW);
delay(500); } }

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Prinsip Kerja Sistem Smart Sprayer Dinsinfektan
1. Sprayer disinfektan otomatis ini bekerja dengan menyemprotkan cairan berupa disinfektan dengan  durasi  waktu  yang  dapat  di  sesuaikan antara 3 hingga 10 detik melalui lubang mata stik sprayer secara otomatis.
2. Sensor  ulrasonic  akan  mendeteksi  objek  atau gerakan manusia yang ada di dalam bilik dengan radius yang sudah ditentukan sebelumnya. Sinyal sensor  ultrasonic  tersebut  akan  dikirim  ke arduino sebagai input analog untuk diteruskan ke modul relay.
3. Arduino  memeriksa  modul  program  apakah terdapat  sinyal  gerakan  atau  terdapat  ada  objek atau  tidak  ditandai  dengan  LED  hija  Menyala disertai bunyi beep dari alrm/buzer.
4. Modul relay menerima sinyal analog dari arduino kemudian  mengaktifkan  pompa  air  untuk menyemprotkan cairan disinfektan
5. Arduino akan memeriksa modul program apakah durasi  sensor  On  berada  pada  limit  maksimal untuk  memberikan  perintah  berupa  pemutusan tegangan dari relay ke pompa.
6. LED Merah akan menyala sebagai tanda bahwa sistem  sedang  berada  pada  posisi  standbay hingga ada objek baru yang dideteksi.
B. Bentuk Fisik Smart Sprayer
Pada gambar 7 dan 8 merupakan bentuk rangkaian fisik  yang  merupakan  hasil  akhir    dari  pembuatan sistem  kontrol  otomatis  smart  sprayer.  Sebagai berikut:
Gambar 7. Alat Kontrol Otomatis Smart Sprayer
Gambar  8  merupakan  dokumentasi  penerapan sistem  kontrol  secara  langsung  sekaligus  uji  coba ketahanan alat yang dibuat.
Gambar 8. Proses Pemasangan Kontrol Otomatis
C. Implementasi Sprayer Disinfekatan Otomatis Setelah proses  perancangan  selsai  dilakukan,  tahap selanjutnya  adalah  implementasi  kontrol  otomatis sprayer  disinfektan  pada  bilik  yang  sudah  di  buat sebelumnya. Berikut ini merupakan dokumentasi uji coba smart spryer pada salah satu kabupeten di NTB dalam  rangka  memutus  penyebaran  epidemi  covid 19.

## Gambar 9. Uji Coba Sistem Smart Sparayer
Dari gambar 9 di atas, uji coba yang dilakukan di dua tempat  yang  berbeda.  Berdasarkan  uji  coba  yang dilakukan,  alat  otomatis  untuk  sprayer  disinfektan mampu bekerja dengan baik sesuai dengan instruksi program  yang  di  rancang  pada  saat  pembuatan modul program. Rata-rata durasi pembacaan sensor yang digunakan yaitu antara 3 sampai 5 detik setelah itu lampu indikator merah akan menyala menandakan proses pembacaan sensor sudah selesai.

## V. K ESIMPULAN
Dari  hasil  uji  coba  yang  dilakukan  terhadap  sistem otomatis sprayer disinfektan berdasarkan parameter uji yang digunakan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Penentuan  jarak/radius  pembacaan  objek  sangat menentukan  kinerja  dari  sensor  ultrasonic  dalam memberikan input ke mikrokontroler.
2. Sistem smart sprayer tersebut mampu mengaktifkan pompa DC 12volt dengan tegangan 5 ampere.
3. Sistem  kontrol  smart  sprayer  disinfektan  ini  bisa diterapkan  pada  pintu  gerbang  atau  lorong  jalan yang biasa dilalui oleh banyak orang

## VI. U CAPAN T ERIMA K ASIH
Ahirnya  penulis  juga  tak  lupa  mengucapkan terimakasih  kepada  pihak-pihak  yang  telah  banyak membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini yang tentu tak dapat penulis sebutkan satu per satu.

## VII. DAFTAR PUSTAKA
[1] Halifa Hendri, “Pembersih Tangan Otomatis Dilengkapi Air Sabun Hardrayer dan LCD Menggunakan Sensor In- frared Berbasis Arduino,” Jurnal Teknologi , vol. 8, no. 1, hal .1-14, april, 2018.
[2] Pranata  Wayan  A,  “Lampu  Otomatis  dengan  Arduino Menggunakan Sensor Ultrasonic dan Relay”, Ilmuti.org, 2018-2019
[3] Ratnawati,  dkk.  “Sistem  Kendali  Penyiram  Tanaman Menggunakan  Propeller  Berbasis  Internet  Of  Tihings” Jurnal  Inspiration,  vol  7  no  2,  hal  143-154,  Desember, 2017.
[4] Mohammad  Hariono,  “Prototype  Rumah  Otomatis Menggunakan  Mikrokontroler  ATmega  328P  dengan Konsep IoT Sebagai Kendali Jarak Jauh”, Seminar Na- sional Fortei7-1, juli, 2018.