## P ENGOLAHAN K OMPOS S AMPAH O RGANIK

## M ENGGUNAKAN M ESIN O TOMATIS B ERBASIS A RDUINO

## O RGANIC W ASTE C OMPOST P ROCESSING

## U SING A RDUINO -B ASED A UTOMATED M ACHINES
Kartika 1a *, Mario Oktasa Sibarani 2b
a Universitas Malikussaleh, Teknik Elektro, Kampus Bukit Indah, Lhokseumawe, Indonesia
b Universitas Malikussaleh, Mahasiswa S-1 Teknik Elektro, Kampus Bukit Indah, Lhokseumawe, Indonesia
e-mail: kartika@unimal.ac.id, mario.170150100@mhs.unimal.ac.id

## A BSTRACT
Compost  is  an  important  organic  fertilizer  in  agriculture.  Compost  comes  from  weathering  / decomposition of waste such as leaves. The composting process can occur naturally but requires a longer time  because  during  the  decomposition process  the  temperature  can  change  so  that  the  performance  of microorganisms  that  decompose  waste  decreases.  Arduino  based  automatic  machines  are  designed  to maintain temperature during the composting process. There are two types of systems used in composting machines. In the first machine, the system works every 3 hours for 1 minute to stir the garbage so that the average temperature will be maintained. While in the second engine system the highest temperature is set at 38˚C for the sensor used in the form of a DS18b20 temperature sensor. If the temperature exceeds the temperature limit that has been set, the motor will work to stir the waste until the temperature in the tube drops. The process of composting using an automatic machine is faster than composting manually because the temperature is automatically maintained. The results of the compost feasibility test on the first machine obtained a pH value of 5.84; Nitrogen 9.67%; organic carbon 16.33%; C/N ratio 16.90; while the second machine obtained a pH value of 5.60; 8.60% Nitrogen; 17.89% organic carbon; C/N ratio 20.81. In the designed automatic machine, the second system is more  effectively used because during the composting process, there is not often an increase in temperature in the tube so that the stirrer motor works less .
Keywords: Compost, DS18b20 Sensor, DC Motor, Automatic Machine

## I. P ENDAHULUAN
Kompos  merupakan  pupuk  yang  berjenis organik,  karena  kompos  berasal  dari  pelapukan sisa-sisa bahan organik seperti sisa-sisa perkebunan atau hasil kebun yang tidak digunakan [1] .  Proses  pengomposan  limbah  organik  dapat saja  terjadi  secara  alami  akan  tetapi  besar kemungkinan  terjadi  kegagalan  dalam  proses terjadinya  kompos.  Proses  pengomposan  secara alami  bisa  gagal  karena  adanya  perubahan  suhu dan kelembapan, sehingga menyebabkan mikroorganisme  yang  bekerja  mengurai  limbah organik mati karena terlalu panas [2].
Mikroorganisme  yang  mengurai  limbah  organik memiliki  banyak  jenis  dan  memiliki  ketahanan dalam  suhu  panas  yang  berbeda-beda.  Banyak jenis  mikroorganisme  yang  memiliki  ketahanan berkisar  32˚C-40˚C.  Sementara  suhu  selama pengomposan  dapat  meningkat  sampai  55˚C  [3].
Sehingga  perlunya  perhatian  selama  pembuatan kompos  tersebut.  Proses  pengomposan  ada  dua cara,  yaitu  dengan  proses  anaerob  dan  aerob. Proses anaerob terjadi pada kondisi tanpa oksigen. Tahap  pertama,  bakteri  fakultatif  penghasil  asam menguraikan bahan organik menjadi asam lemak, aldehida, dan lain-lain. Proses selanjutnya bakteri dari  kelompok  lain  akan  mengubah  asam  lemak menjadi gas metan, amoniak, CO ₂ dan hydrogen. Proses  aerob  tidak  timbul  bau  busuk,  dalam sistem  ini  kurang  lebih  dua  pertiga  unsur  karbon (C)  menguap  (menjadi  CO ₂ )  dan  sisanya  satu pertiga bagian bereaksi dengan nitrogen dalam sel hidup.  Kenaikan  suhu  dalam  timbunan  bahan organik menghasilkan suhu yang menguntungkan mikroorganisme  temofilik,  tetapi  jika  suhu melampaui  65˚C,  kegiatan  mikroorganisme  akan menurun karena kematian organisme akibat panas yang  tinggi.  Banyak  tempat  pengolahan  kompos yang  menggunakan  sistem  kerja  manual  untuk
membolak-balikkan  atau  mengaduk  limbah organik yang akan dijadikan kompos. Banyaknya tenaga  dan  waktu  yang  terbuang  untuk  menjaga suhu  pengomposan  tersebut  menjadikan  alasan penelitian ini dilakukan.
Penelitian dan perancangan ini bertujuan untuk memudahkan  proses  dalam  pembuatan  kompos. Mesin  otomatis  yang  dirancang  akan  bekerja untuk  mengaduk  limbah  organik  selama  proses pengomposan. Ada dua jenis sistem otomatis yang menjadi  pertimbangan.  Sistem  pertama  mesin akan mengaduk limbah organik setiap 3 jam sekali dan  sistem  yang  kedua  mesin  akan  mengaduk limbah  organik  saat  suhu  di  dalam  tabung meningkat.  Kedua  mesin  pengolahan  tersebut memiliki  komponen  serta  rangkaian  yang  sama, hanya  perintah  yang  berbeda.  Komponen  yang digunakan  pada  mesin  yaitu  motor  DC,  sensor suhu DS18b20, Arduino dan komponen lainnya.
Motor  DC  atau  motor  arus  searah  digunakan karena  memiliki  torka  yang  besar  serta  cocok untuk  pengaplikasian  berdaya  rendah [4] . Sehingga  motor  DC  lebih  baik  digunakan  untuk mengaduk limbah organik di dalam tabung karena limbah  organik  yang  sudah  dicampur  dengan bahan lainnya akan memiliki massa yang berat.
Sensor suhu DS18b20 merupakan sensor suhu dengan komponen elektronika yang bisa mendeteksi perubahan temperatur lingkungan dari -55 ˚ C sampai 125 ˚ C dengan akurasi ±0.5 ˚ C [5][6] . Sensor  suhu  DS18b20  yang  digunakan  pada penelitian ini berjenis tahan air karena sensor akan berada  di  dalam  tabung  untuk  mendeteksi  suhu limbah organik yang akan di jadikan kompos.
Analisa yang akan dilakukan dalam penelitian ini bertujuan membandingkan antar kedua sistem. Pengujian mesin otomatis akan dilakukan dengan di  olahnya  limbah  organik  menjadi  kompos. Setelah kompos diperoleh, maka  kompos akan di uji  laboratorium  untuk  melihat  hasil  yang  layak digunakan.

## II. M ETODE
Pada  tahapan  ini  merupakan  metode  dalam penelitian.  Sehingga  penelitian  dapat  berjalan sesuai dengan yang harapkan. Berikut merupakan metode yang dilakukan pada penelitian ini:

## A. Studi Pustaka
Pada penelitian ini membutuhkan pengambilan literatur yang berkaitan dengan kompos. Sehingga memudahkan  dalam  pemahaman  masalah  yang
terjadi  dalam  proses  pengomposan.  Pengambilan data  berupa  permasalahan  dari  penelitian  yang sudah  ada  sebagai  bahan  untuk  melakukan perbandingan.

## B. Bahan atau Komponen
Pada  penelitian  ini  ada  beberapa  bahan  atau komponen yang digunakan seperti:
 kayu untuk kerangka,
 tong sebagai tempat sampah organik,
 motor  DC  sebagai  penggerak  alat pengaduk,
 sensor  suhu  DS18b20  untuk  mendeteksi suhu didalam tabung,
 LCD  16x2  sebagai  penampil  dari  hasil deteksi suhu
C. Metode Perancangan
Pada penelitian ini dirancang mesin pengolahan  otomatis  dengan  dua  sistem  yang berbeda.  Sistem  yang  pertama  menggunakan sistem  motor  akan  bekerja  mengaduk  limbah organik  setiap  3  jam  sekali  walaupun  suhu  di dalam  tabung  belum  meningkat  dan  sistem  yang kedua  menggunakan  sistem  motor  bekerja mengaduk  limbah  organik  saat  suhu  meningkat melebihi 38 ˚ C di dalam tabung pengolahan.
Perangcangan  alat  akan  dilakukan  setelah pembuatan  desain  3D.  Penggunaan  desain mekanik  tersebut  untuk  memudahkan  dalam merancang  alat  pengolahan  limbah  organik. Desain  3D  menggunakan  Sketch  Up.  Gambar  1 Desain  mekanik  mesin  dibawah  ini  merupakan desain 3D yang akan digunakan untuk memudahkan perancangan. Ukuran untuk kerangka memiliki tinggi 60 cm dengan lebar 45 cm. Pada tabung yang digunakan memiliki ukuran tinggi  22  cm  dengan  diameter  atas  19  cm  dan diameter bawah 16,3 cm.
Gambar 1. Desain mekanik mesin
Pada  perancangan  yang  dilakukan  akan disesuaikan  dengan  sistem  yang  digunakan. Adapun sistem yang digunakan dapat dilihat pada gambar pada Gambar 2 yang merupakan flowchart dari sistem mesin yang bekerja mengaduk limbah organik  3  jam  sekali.  Pada  mesin  pengolahan pertama,  program  yang  diberikan  yaitu  motor otomatis  mengaduk  limbah  organik  di  dalam tabung  setiap  3  jam  selama  1  menit.  Jadi  dalam satu  hari  motor  akan  bekerja  sebanyak  delapan kali.  Penggunaan  sensor  suhu  DS18b20  pada mesin pertama hanya untuk memonitoring suhu di dalam tabung setiap saat.
Gambar 2. Flowchart sistem pertama

## Gambar 3. Flowchart sistem kedua
Pada  Gambar  3  merupakan  sistem  dari  mesin yang  kedua.  Pada  mesin  pengolahan  kedua, program  otomatis  yang  digunakan  berupa  motor akan bekerja mengaduk limbah organik di dalam tabung saat suhu meningkat. Suhu akan di deteksi selalu oleh sensor suhu DS18b20. Pada saat suhu melebihi  38 ˚ C,  maka  motor  akan  bekerja mengaduk limbah organik sampai suhu berada di bawah 38 ˚ C.

## Gambar 4. Perancangan Rangkaian
Gambar  4  merupakan  perancangan  rangkaian menggunakan  fritzing  untuk  desain.  Pada  kedua mesin  akan  menggunakan  rangkaian  yang  sama karena  pada  mesin  pertama  juga  menggunakan sensor  suhu  untuk  memonitoring  suhu  di  dalam tabung.

## D. Pengujian Mesin Otomatis
Pada  tahapan  ini,  pengujian  mesin  akan dilakukan langsung menggunakan limbah organik untuk  dijadikan  kompos.  Limbah  organik  yang berupa sampah sayuran akan diberikan campuran berupa  cairan  EM  ( Effective  Microorganisme ) [7][8].  Mesin  otomatis  akan  dibiarkan  selama  14 hari,  hanya  diperhatikan  setiap  hari  untuk memastikan  mesin  tersebut  bekerja  dengan normal.

## E. Pengujian Kompos
Setelah 14 hari, mesin akan dihentikan karena target  proses  pengomposan  berlangsung  selama 14 hari. Perancangan mesin otomatis ini bertujuan mempermudah proses pengomposan serta memastikan  proses  lebih  cepat  dibandingkan secara alami dan manual. Hasil dari kompos akan di uji laboratorium untuk melihat kualitas kompos yang dihasilkan.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN A. Hasil Perancangan
Perancangan  mekanik  dari  mesin  otomatis pengolahan  kompos  terlihat  pada  Gambar  5 dibawah.  Pada  Gambar  5  menunjukan  mesin otomatis memiliki dua tabung pada satu kerangka bertujuan  memudahkan  melakukan  pengamatan secara bersamaan.

## Gambar 5. Hasil Perancangan Mekanik

## B. Hasil Pengujian Mesin Otomatis
Pada  pengujian  mesin  otomatis  pengolahan limbah  organik  menjadi  kompos  telah  dilakukan selama  14  hari.  Limbah  organik  yang  digunakan berupa sampah sayuran yang tidak digunakan lagi. Sampah  sayuran  akan  dipotong-potong  dengan ukuran  2cm.  Lalu  limbah  organik  tersebut  akan dicampur dengan bahan lainnya. Campuran untuk limbah organik terlihat pada tabel 1.
Tabel 1. Campuran Untuk Pembuatan Kompos[9]
No Bahan Baku Jumlah (satu tabung) Tersedia 1 Sayur Rusak 1 kg Ada 2 Air 100 cc Ada 3 EM  4  ( Effective Microorganisme ) 50 cc Ada 4 Gula Cair 100 cc Ada
Pada mesin pertama bekerja mengaduk limbah didalam tabung setiap 3 jam sekali selama 1 menit. Mesin  tampak  normal  bekerja  untuk  mengaduk limbah. LCD memperlihatkan suhu yang sudah di deteksi  sensor  DS18b20  tampak  stabil  berada dibawah 38 ˚ C sampai hari ke-14. Pada Gambar 6 tampilan  LCD  memperlihatkan  suhu  36,75°C karena  limbah  organik  yang  di  dalam  tabung tersebut  selalu  teraduk  setiap  3  jam  sekali sehingga  suhu  di  dalam  tabung  selalu  merata bagian atas dan bawahnya.

## Gambar 6. Tampilan LCD Suhu Mesin Pertama
Pada mesin kedua, motor bekerja lebih sedikit karena  suhu  di  dalam  tabung  jarang  meningkat melebihi 38 ˚ C. Pada 3 hari pertama, suhu di dalam tabung  tidak  mengalami  peningkatan.  Pada  hari ke-4,  sensor  DS18b20  mendeteksi  adanya peningkatan suhu di dalam tabung melebihi batas, saat  suhu  meningkat  motor  langsung  bekerja. Motor  bekerja  tidak  sampai  1  menit  mengaduk untuk  menurunkan  suhu  di  dalam  tabung.  Pada Gambar  7  dibawah  ini  memperlihatkan  tampilan LCD  setelah  pendektesian  suhu  oleh  sensor selama motor bekerja, suhu turun hingga 37,44°C dan  motor  akan  berhenti  mengaduk  sampai  suhu dibawah 37°C.
Gambar 7. Tampilan LCD Suhu Mesin Kedua

## C. Hasil Kompos
Pada  pengujian  hasil  kompos  yang  diperoleh dari mesin pengolahan limbah organik akan di uji pada laboratorium tanah di Pertanian Universitas
Malikussaleh. Pengujian akan berlangsung selama 10  hari.  Pengujian  dilakukan  dengan  maksud mengukur kandungan yang ada pada kompos.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kompos No Sampel pH N-Total (%) C-Org (%) C/N 1 Sampel 1 5.84 9.67 16.33 16.90 2 Sampel 2 5.60 8.60 17.89 20.81
Pada tabel 2 memperlihatkan hasil dari kompos mesin  pertama  dan  mesin  kedua  yang  memiliki nilai kandungan hampir sama. Jika dibandingkan dengan  standar  nilai  kandungan  kompos  pada tabel  3,  maka  kompos  sudah  layak  digunakan walaupun nilai pH kompos yang dihasilkan mesin pengolahan lebih rendah [10][3].
Tabel 3. Standar Kompos [10] No Parameter Satuan Minimal Maksimal 1 pH 6.80 7.49 2 Nitrogen % 0.40 - 3 Karbon % 9.80 32 4 C/N-rasio 10 20

## IV. K ESIMPULAN
Pada  penggunaan  mesin  otomatis  pengolahan limbah organik sudah layak karena mesin tersebut dapat  bekerja  menjaga  suhu  selama  proses pengomposan. Perbandingan antara mesin pertama  dengan  mesin  kedua  memiliki  hasil kompos  yang  nilai  kandungannya  tidak  jauh berbeda.  Hasil  kompos  dari  mesin  pertama  dan mesin  kedua  layak  digunakan  karena  sudah hampir  memenuhi  standar  kompos  yang  sudah ditetapkan. Hasil dari uji kelayakan kompos pada mesin  pertama  memperoleh  nilai  pH  5.84; Nitrogen  9.67%;  Carbon  organik  16.33%;  C/N rasio  16.90;  sementara  pada  mesin  kedua memperoleh  nilai  pH  5.60;  Nitrogen  8.60%; Carbon  organik  17.89%;  C/N  rasio  20.81.  Pada nilai pH yang diperoleh oleh kedua kompos hasil pengolahan  mesin  otomatis  karena  adanya kekurangan  dalam  bahan  campuran  untuk pembuatan kompos seperti sabut kelapa dan urea. Pada perbandingan kedua mesin, mesin pengolahan  dengan  sistem  bekerja  mengaduk limbah organik saat suhu meningkat lebih efisien digunakan karena lebih hemat daya. Mesin kedua lebih sedikit bekerja mengaduk karena suhu belum meningkat, sementara pada mesin pertama motor selalu  bekerja  setiap  3  jam  sekali  walapun  suhu belum meningkat.

## U CAPAN T ERIMAKASIH
Terimakasih di ucapkan kepada Bapak Kartika selaku pembimbing yang selalu memberi  arahan, motivasi dan bantuan dalam proses penelitian ini hingga  selesai.  Terimakasih  juga  buat  keluarga dan  teman-teman  yang  memberikan  semangat serta doa.

## R EFERENSI
[1]  M. A. Firmansyah, 2010 “Teknik Pembuatan Kompos,” Pelatih.  Petani  Plasma  Kelapa Sawit , pp. 1–19.
[2]  T.  Rachman,  2018  “Pengelolaan  Sampah,” Angew. Chemie Int. Ed. 6(11), 951–952., pp. 10–27.
[3]  D.  Setyorini,  R.  Saraswati,  and  E.  A.  K. Anwar,  2006  “Kompos,”  J.  Pupuk  Organik dan Pupuk Hayati, pp. 11–40.
[4]  N.  Nalaprana  and  A.  Sri,  2015  “Analisa Motor  AC/DC  sebagai  Penggerak  Mobil Listrik,” Skripsi. Jur. Tek. Elektro Fak. Tek., vol. 2, no. 1.
[5]  K.  Munir  and  Misriana,  2018  “Sistem
Monitoring Transformator
Distribusi Berbasis  XBEE  PRO,”  J.  LITEK    J.  List. Telekomun. Elektron., vol. 15, no. 2, pp. 29– 37.
[6]  Y.  Utama,  2018  “Perbandingan  Kualitas Antar  Sensor  Suhu  Menggunakan  Arduino Pro Mini,” e-Jurnal Nar., vol. 2, no. 2, p. 11.
[7]  R. M. Wellang, I. R. Rahim, and M. P. Hatta, 2015  “Kelayakan  Kompos  Menggunakan Variasi  Bioaktivator  (  EM4  dan  Ragi  ),”  e- Jurnal, pp. 1–19.
[8]  Y.  Yetri,  I.  Nur,  and  R.  Hidayati,  2018 “Produksi  Pupuk  Kompos  Dari  Sampah Rumah Tangga,” J. Katalisator, vol. 3, no. 2, p. 77.
[9]  M. F. Rachman, R. Kusumaningrum, and K. Khomsatun,  2018  “Studi  Pengelolaan Sampah  Di  Pasar  Sayur  Dan  Buah Kecamatan  Pemalang  Kabupaten  Pemalang Tahun 2016,” Bul. Keslingmas,  vol. 37, no.
1, p. 70..
[10] Badan  Standarisasi  Nasional,  2004  “Standar Kualitas  Kompos,” Sni-19-7030-2004 ,  no. Cd, p. 7030.