## ALAT UJI KADAR AIR PADA BUAH KAKAO KERING BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
Rut Dias Valentin *,1) , Bintang Diwangkara 2) , Jupriyadi 3) , Sampurna Dadi Riskiono 4) Elin Gusbriana 5)
1,2) Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Teknokrat Indonesia Jl. ZA. Pagar Alam No.9 -11, Labuhan Ratu, Bandar Lampung, Indonesia 35132
3,4,5) Program Studi Teknologi Informasi, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Teknokrat Indonesia Jl. ZA. Pagar Alam No.9 -11, Labuhan Ratu, Bandar Lampung, Indonesia 35132
Email: 1 rutdiasv@teknokrat.ac.id

## Abstract
Currently,  the  cocoa  bean  (Theobromacacao  L)  is  one of  the  agricultural  products  that  has  a  high  selling price. One of the stages in processing cocoa beans is the process  of  selecting  the  quality  of  water  content  of cocoa  beans.  Here  farmers  have  difficulty  in  checking the  water  content  because  it  is  very  influential  in determining  the  selling  price.  Based  on  this,  the researchers  made  a  water  content  test  tool  with  the implementation of the Soil Moisture sensor, programmed  and  made  using  the  Arduino  IDE  on  the Arduino UNO R3 microcontroller which is very easy to use  just  plugging  into  a  pile  of  cocoa  beans  that  have been  collected  in  a  container  making  it  easier  for farmers  to  take  the  decision  to  sell  or  re-dry  it  so  that farmers  do  not  lose.  The  results  of  reading  the  data from  the soil mosture sensor researchers used an  LCD monitor  as  a  test  result  viewer,  green  LEDs  for  good water content, yellow LEDs for moderate water content, and  red  LEDs  for  high  water  content.  The  results showed  that  testing  using  a  container  in  which  there was  already  cocoa  beans  in  the  amount  of  1  kg  with good  water  content  conditions  results  from  the  tools sold were 6% and the research tool was 6.5% so it could be  concluded  that  the  tools  made  could  be  used  to measure levels cocoa bean water with a small error rate of 0.5%.

## Keywords: kakao, LED, microcontroller

## Abstrak
Saat  ini  biji  kakao  (TheobromacacaoL)  merupakan salah  satu  hasil  pertanian  yang  memiliki  harga  jual yang  cukup  tinggi.  Salah  satu  tahapan  dalam pengolahan  biji  kakao  adalah  proses  pemilihan kualitas  kadar  air  biji  kakao.  Disini  para  petani mengalami kesulitan dalam mengecek kadar air karena sangat  berpengaruh  dalam  penetuan  harga  jualnya. Berdasarkan hal tersebut peneliti membuat sebuah alat uji  kadar  air  biji  kakao  dengan  implementasi menggunakan  sensor  Soil  Moisture,  diprogram  dan dibuat menggunakan Arduino IDE pada mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  yang  sangat  mudah penggunaanya  dengan  menancapkan  ketumpukan  biji kakao yang sudah dikumpulkan dalam wadah sehingga
mempermudah  petani  dalam  mengambil  keputusan untuk  menjual  atau  menjemurnya  kembali  supaya petani tidak rugi. Hasil pembacaan data dari sensor soil mosture  peneliti  menggunakan  LCD  monitor  sebagai penampil  hasil  uji,  LED  warna  hijau  untuk  kadar  air bagus, LED warna kuning untuk kadar air sedang, dan LED  warna  merah  untuk  kadar  air  tinggi.  Hasil penelitian memperlihatkan pengujian yang menggunakan  wadah  yang  didalamnya  sudah terdapat biji kakao dalam jumlah 1 kg dengan kondisi kadar air bagus hasil dari alat yang dijual yaitu 6% dan pada alat penelitian  6.5%  jadi  dapat  diambil  kesimpulan  alat yang  dibuat  dapat  digunakan  untuk  mengukur  kadar air  biji  kakao  dengan  tingkat  error  yang  kecil  sebesar 0.5%.

## Kata Kunci: kakao, LED, mikrokontroler

## 1. Pendahuluan
Kakao merupakan salah satu hasil perkebunan yang dapat  memberikan  konstribusi  untuk  peningkatan  devisa Indonesia selain itu kakao memiliki nilai ekonomis yang tinggi  [1].  Produksi  kakao  semakin  meningkat  dan pemanfaatan  kakao  sangat  banyak  [2]  mulai  dari  biji sampai  lemaknya  dapat  dimanfaatkan  menjadi  produk. Sebagai  salah  satu  penghasil  kakao,  Indonesia  harus dapat  meningkatkan  mutu  biji  kakao  menjadi  sebuah produk  agar  dapat  bersaing  dengan  negara-negara penghasil  kakao  lainnya  sehingga    mendapatkan keuntungan  yang  optimal  [3][4].  Peningkatan  produksi hasil  pertanian  dapat  dilakukan  dengan  memangaatkan kemajuan teknologi [5].
Dalam  pemanfaatan  mikrokontroler,  pembuatan model  alat  uji  kadar  air  pada  kakao  kering  berbasis mikrokontroler  Arduino.  Pengujian  alat  dalam  botol dengan  menggunakan  sensor  kadar  air,  dan  juga  LCD monitor  untuk  menampilkan  data  yang  dikirim  oleh sensor. Alat ini akan mempermudah pengusaha biji kakao untuk  mengetahui  nilai  kadar  air  yang  berada  dalam suatu  wadah  dan  untuk  mengetahui  nilai  kadar  air  yang bagus  dan  pengembang  menggunakan  LED  sebagian kode  warna  agar  lebih  mudah  mengetahui  kualitas  yang baik.  Disini  para  petani  mengalami  kesulitan  dalam mengecek  kadar  air  karena  sangat  berpengaruh  dalam penetuan harga jualnya. Permasalahan umum petani yang
banyak  ditemukan  dalam  pengolahan  biji  kakao  adalah pengetahuan  petani  yang  kurang  dengan  pengolahannya masih  menggunakan  teknik  pengeringan  yang  tradisonal yang mengandalkan pengeringan dari sinar matahari  dan petani  hanya  bermodal  pengalaman  saja  namun  tidak berpacu  pada  prosedur-prosedur  yang  benar  sehingga kurangnya  kualitas  biji  kakao  yang  baik  dan  berdampak merugikan bagi petani kakao [6].
Kemajuan teknologi yang terjadi dapat dimanfaatkan  dalam  mempermudah  pekerjaan  manusia [7], yang memungkinkan untuk melakukan suatu inovasi berdasarkan  permasalahan  yang  telah  dipaparkan,  maka perlu  dirancang  sebuah  alat  yang  dapat  memantau  kadar air  pada  biji  kakao.  Penelitian  sebelumnya  telah menerapkan  sistem  cerdas  monitoring  temperatur  dan kelembaban,  yang  menghasilkan  sistem  otomasi  dalam mengatur  temperatur  dan  kelembaban  pada  suatu ruangan  berdasarkan  informasi  pengguna  [8].  Inovasi Teknologi  yang  otomatis  menghasilkan  peralatan  yang memiliki kegunaan yang berbeda namun saling berkaitan satu  dengan  yang  lain  sehingga  dapat  melaksanakan sesuai  fungsi  secara  otomatis  [9][10].  Dimana  alat  ini dapat  mengetahui  kadar  air  dan  menampilkan  data  yang di  kirim oleh sensor kadar air supaya mendapatkan hasil yang  cocok  untuk  di  produksi  dan  biji  yang  berkualitas bagi  petani  kakao. Alat  ukur  kadar  air  biji  –  bijian  yang sudah  di  buat  sudah  sangat  banyak  contohnya  MD7822 adalah  alat  ukur  biji  bijian  ini  yang  sering  di  gunakan oleh  kalangan  pengusaha  biji  kakao  namun  alat  tersebut relatif  mahal  harganya  karena  masih  sangat  sedikit pembuat  alat  tersebut  maka  peneliti  melakukan  inovasi dengan  membuat  alat  uji  kadar  air  pada  biji  kakao dengan  harga  yang  relative  murah  dan  penggunaannya sangatlah  muda  bagi  pemula.  Sehingga  diharapkan  alat ini  dapat  menjadi  inovasi  baru  dalam  membantu pengguna baik itu petani, pengusaha kakao dan pengelola kakao  agar  dapat  mengetahui  kadar  air  dalam  biji  kakao agar mendapatkan biji kakao yang berkualitas.

## 2. Metode
Metode  penelitian  meliputi  perancangan  perangkat keras  dan  metode  pengujian  dan  yang  menjadi  bahan penelitian  adalah  kadar  air  pada  kakao  kering  yang dimana  sebuah  perangkat  sensor  dituntut  untuk  bekerja dengan  baik  dalam  keperluan  kecepatan  sensitivitas dalam pembacaan sensor. 2.1. Alat dan Bahan
Adapun  alat  dan  bahan  yang  dibutuhkan  dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut :
1. Laptop  sebagai  media  pemrograman  dan  analisa (Prosessor intel coreTM i3 – 6006U (2.0 GHz, RAM 2GB DDR4, HDD 500GB).
2. Mikrokontroler Arduino UNO R3.
3. Soil Moisture .
4. LCD 16x2 Monochrome .
5. LED (Red,Green,Yellow)
6. Breadboard dan kabel jumper 20 cm
7. Sistem operasi Microsoft Windows 10.
8. Ardunio IDE .

## 2.2. Desain  dan  Pembuatan  Kerangka  Peletakan Sensor
Berikut  adalah  desain  kerangka  yang  akan digunakan  sebagai  wadah  peletakan  sensor,  ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kerangka peletakan sensor
2.3. Desain Arsitektur Elektronika
Desain
arsitektur elektronika merupakan pembahasan yang menggambarkan alur hubungan antara beberapa  modul  elektronika  maupun  mekanika  yang digunakan, arsitektur elektronika dimulai dari mikrokontroler Arduino UNO R3 kemudian memberikan perintah  program  terhadap  sensor  yang  di  aktifkan selanjutnya  sensor Soil  Moisture membaca  nilai  kondisi jika  kadar  air  <  6  maka  LED  warna  hijau  akan menyala dan  jika  kadar  air  >  6  maka  LED  warna  kuning  akan menyala  jika  >  12  maka  LED  warna  merah  akan menyala.  sebagai  acuan  nilai  sensor  yang  akan  diproses kembali  oleh mikrokontroler  Arduino  UNO R3. Adapun bagian dari LCD adalah bersifat opsional yang digunakan untuk  menguji  kadar  air  hasil  dari  proses  pembacaan sensor Soil Moisture .
Gambar 2. Arsitektur elektronika

## 2.4. Perakitan dan Pemasangan Sensor  Serta  Modul Elektronika
Perakitan  dan  pemasangan  sensor  sesuai  desain yang  telah  dibuat  kemudian  mengintegrasikan  beberapa modul elektronika  agar dapat terkoneksiseperti yang ada pada blok diagram berikut.
Gambar 3. Blok diagram
Berikut  merupakan  visual  setelah  dilakukannya perakitan  dan  pemasangan  rangkaian  elektronika  yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Sistem kontrol Soil Moisture
2.5. Kode Program
Rancangan program menggunakan software Arduino  IDE  yang  akan  di  implementasikan  dalam penelitian dalam bentuk program. Adapun program yang dibuat yaitu seperti berikut.
void loop() { // LCD.setCursor(0, 0); moisture = analogRead(analogPin); Serial.print("Raw: "); Serial.print(moisture); percentage = map(moisture, map_low, map_high, 0, 100); LCD.setCursor(0, 0); LCD.print("Percentage: "); LCD.print(percentage); LCD.println("%"); delay(1000); if (percentage >0 && percentage <7 ){ //jika kandungan air pada kakao lebih kurang dari 6-7% LCD.setCursor(0, 1); LCD.print("kadar air bagus "); digitalWrite(LED1,HIGH); //LED1 hidup digitalWrite(LED2,LOW); //LED2 mati digitalWrite(LED3,LOW); //LED3 mati delay(100); } if ( percentage >=7 && percentage <12 ){ //jika kandungan
air pada kakao lebih dari 8% LCD.setCursor(0, 1); LCD.print("kadar air sedang ");
digitalWrite(LED1,LOW); //LED1 mati digitalWrite(LED2,HIGH); //LED 2 hidup digitalWrite(LED3,LOW); //LED3 mati delay(100); } if ( percentage >12){ //jika kandungan air pada kakao lebih dari 12% LCD.setCursor(0, 1); LCD.print("kadar air tinggi "); digitalWrite(LED1,LOW); //LED1 mati digitalWrite(LED2,LOW); //LED2 hidup digitalWrite(LED3,HIGH); //LED3 mati delay(100); } } Gambar 5. Program pembacaan data Soil Moisture yaitu kadar air yang ideal untuk mengecek kadar air pada kakao kering.
2.6. Pengujian
Pengujian  yang  dilakukan  pada  alat uji  kadar  air pada buah kakao kering meliputi pembacaan sensor Soil
Moisture ,  pengujian  tampilan  LCD  monitor,  pengujian output  sistem  melalui  dari  LED  berwarna. Pengujian pembacaan  sensor Soil  Moisture dengan  cara  meletakan sensor  pada  sebuah  objek  yaitu  biji  kakao  untuk mengetahui  apakah  sensor  sudah  bekerja  dengan  baik atau  tidak. Pengujian  tampilan  LCD  monitor  dilakukan untuk  mengetahui  apakah  pengiriman  data  dari  sensor sudah dikirim dengan semestinya atau tidak.
Pengujian  LED  warna  hijau  ketika  sensor mendeteksi  bahwa  kadar  air  <7%  menunjukan  bahwa kadar  air  pada  biji  kakao  bagus,  LED  warna  kuning ketika  sensor  mendeteksi  bahwa  kadar  air  <12% menunjukan bahwa kadar air pada biji kakao sedang dan LED warna merah ketika sensor mendeteksi bahwa kadar air  >12%  menunjukan  bahwa  kadar  air  pada  biji  kakao tinggi.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Pengujian Pembacaan Sensor Soil Moisture Pengujian yang dilakukan adalah pembacaan sensor Soil  Moisture yang  dilakukan  dengan  cara  meletakan sensor Soil  Moisture kedalam  wadah  yang  berisi  biji kakao,  adpaun  alat–alat  serta  langka-langkah  pengujian seperti berikut ini:
1. Hubungkan  sensor Soil  Moisture ke  mikrokontroler Arduino UNO dengan jalur komunikasi pin analog.
2. Hubungkan LCD monitor ke mikrokontroler Arduino UNO.
3. Hubungkan  LED  warna  hijau,  kuning  dan  merah masing-masing ke mikrokontroler rduino uno dengan jalur komunikiasi pin digital.
Gambar 6. Rangkaian eletronika yang sudah terhubung

## 3.2. Pengujian Tampilan LCD Monitor
Pengujian tampilan LCD monitor dilakukan dengan pengambilan  hasil  pembacaan  sensor Soil  Moisture sampel  dengan  kadar  air  <=12%  menunjukan  bahwa kadar  air  sedang,  kemudian  dalam  pengujian  ini  juga menggambarkan  hasil  penggunaan  LCD  monitor  dapat menampilkan hasil dengan baik dan benar sesuai dengan sistem.
Gambar 7. Hasil pengujian LCD monitor

## 3.3. Pengujian LED pada Sistem
Pengujian  LED  dilakukan  dengan  berdasarkan pengambilan  hasil  pembacaan  sensor Soil  Moisture dengan  kadar  air  pada  biji  kakao  kemudian  dalam pengujian  ini  juga  menggambarkan  hasil  penggunaan LED berkerja dengan baik.
Tabel 1. Hasil pengujian LED pada sistem LED Kadar Air Sensor Soil Moisture Keterangan hijau ≤ 7% bagus kuning ≥7% dan ≤12% sedang merah ≥ 12%
tinggi

## 3.4. Hasil Uji Coba Alat
Pengujian  menggunakan  dua  alat  uji  kadar  air  biji kakao yaitu dengan alat yang telah dibuat oleh penelitdan alat yang telah di produksi oleh perusahaan. Uji coba ini untuk  mencari  data  hasil  pembacaan  dua  alat  tersebut dengan menggunakan media biji kakao yang sama.
Gambar 8. Proses perbandingan alat
Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut.
Tabel 2. Hasil perbandingan alat Kadar Air Alat yang Dibuat Alat yang Dibeli Error Bagus(≤7%) 5% 6.2% 1.2% Sedang(≥7% dan ≤12%) 11% 11% 0% Tinggi(≥12%)  19% 18.5% +0.5%

## 3.5. Pengujian di Beberapa Titik Objek
Pengujian  ini  di  lakukan  pada  suatu  wadah  yang berisi kakao kering yang telah diisi 500 gram biji kakao, terdapat  beberapa  titik  yang  telah  peniliti  berikan  pada gambar  A,  B,  C,  D  yang  berada  dalam  satu  wadah  dan objek biji kakao kering yang telah di fermentasi selama 4 hari dan terik matahari 40-600C.
Gambar 9. Pengujian di beberapa titik objek

## 1. Pengujian pada titik A
Gambar 10. Pengujian pada titik A
Hasil pengujian pada titik A menunjukan bahwa kadar  air  pada  wadah  bagian  atas  pojok  kiri  adalah 6% dan peneliti juga memberika tanda indikator LED warna hijau yang berarti kadar air bagus.

## 2. Pengujian pada titik B
Gambar 11. Pengujian pada titik B
Hasil  pengujian  menunjukan  bahwa  kadar  air pada  wadah  bagian  bawah  pojok  kiri  adalah  7%  dan peneliti  juga  memberika  tanda  indikator  LED  warna kuning yang berarti kadar air sedang.
3. Pengujian pada titik C
Gambar 12. Pengujian pada titik C
Hasil pengujian pada titik C menunjukan bahwa kadar air pada wadah bagian atas pojok kanan adalah 6% dan peneliti juga memberika tanda indikator LED warna hijau yang berarti kadar air bagus.
4. Pengujian pada titik D
Gambar 13. Pengujian pada titik D
Hasil pengujian pada titik D menunjukan bahwa kadar air pada wadah bagian atas pojok kanan adalah 7%  dan  peneliti  juga  memberikan  tanda  indikator LED warna kuning yang berarti kadar air sedang. Dapat  disimpulkan  hasil  keseluruhan  dari  beberapa titik uji nilai rata-rata yang didapat yaitu (6+7+6+7)/4 =  6.5%  nilai  kadar  air  pada  biji  coklat  yang  terdapat diwadah.

## 4. Kesimpulan dan Saran
Berdasarkan  hasil  perancangan  dan  pengujian  yang telah  dilakukan  pada  alat  uji  kadar  air  pada  buah  kakao kering  berbasis  mikrokontroler  Arduino,  baik  perangkat
keras  maupun  perangkat  lunak  dapat  diambil  beberapa kesimpulan yaitu,
1. Alat  yang  telah  dibuat  menggunakan  sensor Soil Moisture dapat  membantu  mengurangi  kesalahan penentuan  harga  untuk  memberikan  harga  yang cocok untuk petani.
2. Hasil  pembacaan  data  dari  sensor  soil  mosture peneliti  menggunakan  LCD  monitor  sebagai penampil hasil uji, LED warna hijau untuk kadar air bagus,  LED  warna  kuning  untuk  kadar  air  sedang, dan LED warna merah untuk kadar air tinggi.
3. Hasil  penelitian  memperlihatkan  pengujian  yang menggunakan  wadah  yang  didalamnya  sudah terdapat  biji  kakao  dalam  jumlah  1  kg  dengan kondisi  kadar  air  bagus  hasil  dari  alat  yang  dijual yaitu  6%  dan  pada  alat  penelitian  6.5%  jadi  dapat diambil  kesimpulan  alat  yang  dibuat  dapat digunakan  untuk  mengukur  kadar  air  biji  kakao dengan tingkat error yang kecil.
4. Inovasi  alat yang telah di  buat  menggunakan  sensor Soil  Moisture tidak  hanya  perusaahaan  besar  yang bisa  menggunakan  alat  tersebut  namun  dikalangan menengah  kebawah  bisa  menggunakan  alat  tersebut dengan harga yang murah dan cara penggunaan yang sangat  mudah.  Alat  ini  dengan  mudah  mengetahui kadar  air  saat  itu  juga  dengan  hasil  pembacaan sensor Soil  Moisture yang  akan  ditampilkan menggunakan  LCD  monitor  dan  LED  sebagai  kode warna dengan keterangan bagus, sedang, atau tinggi. Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal  yang  dapat  dijadikan  saran  untuk  pengembangan selanjutnya  yaitu  dapat  melakukan  modifikasi  pada  alat tersebut, diantaranya,
1. Diharapkan  untuk  menambahkan system  memory agar  pengecekan  beberapa  kali  masih  dapat disimpan.
2. Diharapkan  untuk  pengembang  dapat  menggunakan teknologi IoT dan perangkat mobile agar komunikasi selanjutnya jauh lebih baik dari sebelumnya.

## Daftar Pustaka
[1] Y.G. Lada, S. Supriyanto, dan P. Darmadji, “Pengaruh perendaman biji kakao kering dan bahan alat sangrai terhadap sifat  fisik  dan profil senyawa volatil kakao sangrai  serta  sifat  sensoris  cokelat  batang  yang dihasilkan,”
J. Agritech , 2015, doi: 10.22146/agritech.9439.
[2] R.U. Hatmi dan S. Rustijarno, “Teknologi pengolahan biji  kakao  menuju  SNI  biji  kakao  01-2323-2008”, Balai Besar Pengkajian Dan Pengembangan Teknologi Pertanian, 2012.
[3] R. Hayati dan H. Fauzi, “Kajian fermentasi dan suhu pengeringan  pada  mutu  kakao  (Theobroma  cacao L.),” Jurnal  Keteknikan  Pertanian ,  vol.  26,  no.  2, 2014
[4]  Z.  Basri,  “Mutu  biji  kakao  hasil  sambung  samping,” Media Litbang Sulteng III, 2010.
[5] A. Nurkholis dan I.S. Sitanggang, “A Spatial Analysis
Of Soybean Land Suitability Using Spatial Decision Tree  Algorithm,” in  Sixth  International  Symposium on  LAPAN-IPB  Satellite (Vol.  11372,  p.  113720I), Desember 2019.
[6]  M.  Yahya,  “Alat  pengering  hasil  -  hasil  pertanian untuk  daerah  pedesaan  di  sumatera  barat,” Jurnal Teknik Mesin (JTM) , vol. 3, no. 2, pp. 26–31, 2013.
[7] A. Nurkholis, A. Riyantomo dan M. Tafrikan, “Sistem pakar  penyakit  lambung  menggunakan  metode forward chaining,” Majalah Ilmiah Momentum, vol. 13, no. 1, 2017.
[8] D.E. Kurniawan, M. Iqbal, J. Friadi, R.I. Borman dan R.  Rinaldi.  “Smart  Monitoring  Temperature  and Humidity  of  the  Room  Server  Using  Raspberry  Pi and Whatsapp Notifications,” In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1351, No. 1, p. 012006) IOP
Publishing, 2019.
[9]  S.  Samsugi  dan  A.  Burlian,  "Sistem  penjadwalan pompa  air  otomatis  pada  aquaponik  menggunakan mikrokontrol Arduino UNO R3," Prosiding Semnastek , vol. 1, no. 1, 2019.
[10]  S.  Samsugi,  N.  Neneng  dan  B.  Aditama,  "IoT: kendali  dan  otomatisasi  si  parmin  (studi  kasus peternak  Desa  Galih  Lunik  Lampung  Selatan)," Prosiding Semnastek, vol. 1, no. 1, 2018.