* Corresponding Author: email: khairul_saleh@unsri.ac.id
https://doi.org/10.56064/jps.v25i2.802 Naskah diusulkan: 10 Mei 2023;  Naskah disetujui: 4 Juli 2023
p-ISSN: 1410-7058 e-ISSN: 2597-7059 © 2023 JPS MIPA UNSRI

## Jurnal Penelitian Sains
Journal Home Page: http://ejurnal.mipa.unsri.ac.id/index.php/jps/index

## Rancang bangun peraut pensil otomatis berdasarkan waktu berbasis arduino nano
Popy Sagita Ramadhani, Khairul Saleh*, dan Hadi
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya, Sumatera Selatan 30862, Indo- nesia
Kata kunci: mikrokontroler ATmega328, arduino nano,
motor DC,
peraut otomatis,
Push Button
ABSTRAK: Meraut  pensil  yang  terus  menerus  dapat  menyebabkan  pensil  cepat  habis karena t idak  terkontrolnya  waktu  untuk  meraut.  Penelitian  ini  bertujuan  merancang hardware dan software rautan pensil otomatis berdasarkan lama waktu yang dibutuhkan untuk meraut pensil sesuai diameter pensil berbasis mikrokontroler ATmega 328. Penen- tuan waktu yang dihasilkan berdasarkan merek pensil dan tingkat ketebalan grafit pensil yaitu  6H,  2H,  F,  2B  dan  6B.  Semakin  besar  diameter  pensil  semakin  besar  pula  waktu yang dibutuhkan untuk meraut. Semakin keras tingkat kepekatan grafit pensil maka wak- tu yang dibutuhkan untuk meraut semakin banyak.
Keywords:
ATmega328 microcontroller, arduino nano,
DC motor,
auto sharpener,
push button ABSTRACT: Continuous pencil sharpening can cause the pencil to run out quickly due to uncontrolled  time  to  sharpen.  This  research  aims  to  design automatic  pencil  sharpener hardware and software based on the length of time needed to knit pencils according to pencil diameters based on ATmega 328 microcontrollers. The timing is based on the pen- cil brand and the thickness level of the pencil graphite which is 6H, 2H, F, 2B and 6B for a diameter of 1 mm to 7 mm. The larger the diameter of the pencil, the greater the time it takes to knit. The harder the concentration level of pencil graphite, the more time it takes to knit.

## 1 PENDAHULUAN
ada perkembangan teknologi yang pesat tercipta beragam  alat  yang  dibuat  secara  otomatis  ber- dasarkan fungsinya masing-masing untuk memudah- kan manusia dalam segala hal. Contohnya anak se- kolah  menggunakan  alat  tulis  berupa  pensil  untuk sarana belajar dan pelukis menggunakan pensil un- tuk  melukis  hasil  karya.  Untuk  menajamkan  pensil diperlukan  rautan  pensil  yang  dikendalikan  secara otomatis agar penggunaan pensil lebih mudah atau mempercepat kegiatan meraut pensil. Terdapat dua macam  rautan  pensil  yaitu rautan  manual dan  rau- tan  elektrik  tetapi  keduanya  masih  terdapat  keku- rangan.  Kekurangan  peraut  manual  yaitu  masih menggunakan  tenaga  pengguna  sedangkan  peraut elektrik  yaitu  pensil  masih  harus ditekan  serta tidak ada  penanda  jika  pensil  sudah  selesai  diraut  atau belum  karena  ketika  pensil  masuk  ke dalam  rautan pensil elektrik maka rautan akan terus berputar.
Penelitian  tentang  pengembangan  alat  peraut pensil  berbasis  mikrokontroler  ATmega  8535  telah
dilakukan  oleh  Firdaus  dan  Inayah  (2017).  Dimana sensor yang digunakan untuk membaca adanya ob- jek  yaitu  sensor  inframerah  dan photodiode ,  untuk bagian  pemrosesan  dilakukan  dengan  mikrokontro- ler ATmega 8535 dan relay, serta untuk mensupply masukan digunakan  motor  DC  berukuran  12  volt. Apabila  cahaya  inframerah  dari  sensor  inframerah terhalang  suatu  benda,  maka  indikator  akan  lang- sung  berkerja  selama  6  detik  dan  motor  DC  akan meraut  pensil  sesuai  pusat  kendali  pada  mikrokon- troler  ATmega  8535,  lalu  motor  DC  dihentikan menggunakan limit switch pada penjepit pensil (Fir- daus dan Inayah, 2017).
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Firdaus dan Inayah (2017), maka penelitian ini akan dirancang  rautan  pensil  otomatis  dengan  desain yang lebih sederhana. Perbedaan penelitian ini den- gan  penelitian  sebelumnya  terdapat  pada  tipe  mi- krokontroler dan sistem untuk menghentikan motor DC. Pada penelitian ini menggunakan mikrokontro- ler  ATmega328  serta  sistem  pemberhentian  motor DC  berdasarkan  lama  waktu  pada  tiap push  button yang diprogram pada listing .
P

## 2 BAHAN DAN METODE
Penentuan lama waktu meraut pensil pada diameter 1  mm  sampai  7  mm  dengan  sampel  ukuran  grafit pensil  sebesar 6H, 2H,  F, 2B, 6B  dan  sampel bebe- rapa  merek  pensil  yaitu  Faber  Castell,  Joyko,  Mon- tana, Steadler, M2000, pensil biasa.

## Alat Penelitian
1.  Rautan:  Sebagai  media  utama  atau  alat  peraut pensil
2.  Laptop:  Sebagai  tempat  memprogram  Arduino pada software Arduino IDE
3.  Motor DC: Sebagai penggerak rautan pensil
4.  Relay: Sebagai pengendali arus listrik
5. Push Button : Sebagai saklar untuk menghidupkan dan mematikan motor DC
6.  Arduino  Nano:  Sebagai  sistem  kendali  jalannya alat

## Bahan Penelitian
1.  Pensil:  Sebagai  media  uji  coba  rancang  bangun alat peraut pensil otomatis
2.  Resistor: Sebagai penghambat aliran arus
3.  Jumper: Sebagai penghubung antar komponen
4.  Kabel USB: Sebagai penghubung mikrokontroler dengan laptop

## Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada Laboratorium Elektro- nika  Jurusan  Fisika  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan  Alam  Universitas  Sriwijaya  dimulai Januari 2023 sampai April 2023.

## Prosedur Penelitian
Dapat dilihat pada Gambar 1dan 2, langkah pertama ukur  diameter  pensil  dengan  menggunakan  mikro- meter sekrup, setelah diameter pensil diketahui ma- ka pensil dimasukkan kedalam peraut pensil. Terda- pat 7 push button dimana push button pertama untuk diameter 1 mm, push button kedua untuk diameter 2 mm, sampai push button ke-7 untuk diameter 7 mm. Tekan push button sesuai diameter pensil maka mo- tor  DC  akan  menggerakkan  atau  memutar  peraut selama  waktu  yang  telah  ditentukan  pada  listing program  Arduino  IDE.  Setelah  motor  DC  berhenti meraut  pensil  maka  pengguna  rautan  pensil  dapat mengambil  kembali  pensil  yang  telah  diraut  terse- but. Skema rangkaian mikrokontroller peraut pensil
berdasarkan  waktu  menggunakan  Arduino  Nano, Push button , motor DC, relay dan resistor dapat dili- hat pada Gambar 3.
Gambar 1. Diagram blok rancangan hardware
Gambar 2. Hasil rancangan perangkat keras
Gambar 3. Skema rangkaian peraut pensil berdasarkan waktu
Perancangan perangkat lunak dibuat mengguna- kan aplikasi Arduino IDE dengan menggunakan ba- hasa  pemrograman  C.  Diagram  alir  rancangan  pe- rangkat lunak dapat dilihat pada Gambar  4.
Gambar 4. Diagram alir rancangan perangkat lunak

## Analisis Data
Pada penelitian ini digunakan beberapa sampel ber- dasarkan  merek  pensil  dan  tingkat  kepekatan  grafit pensil. Merek pensil yang memiliki tingkat kepekatan grafit yang sama yaitu 2B dimana merek pensil yang digunakan  yaitu  Faber  Castell,  Joyko,  Montana, Steadler, M2000, dan pensil biasa sedangkan tingkat kepekatan grafit pensil yang dipakai yaitu 6H, 2H, F, 2B, 6B dengan merek pensil yang sama yaitu Faber Castell.  Waktu  yang  didapat  berdasarkan  merek pensil  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.1  dan  rata-rata waktu yang didapat berdasarkan Tingkat kepekatan grafit  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.2  Pada  Tabel  3.3 merupakan  penentuan  waktu  meraut  pensil  berda- sarkan merek dan tingkat ketebalan grafit pensil un- tuk diameter 1 mm sampai 7 mm.

## 3 HASIL
Dapat dilihat pada Tabel 1 hasil rautan pensil berda- sarkan waktu disetiap diameter pensil terhadap me- rek  pensil  2B.  Merek  pensil  yang  digunakan  ada  6 yaitu  Faber  Castel,  Joyko,  Montana,  Steadtler, M2000,  dan  Pensil  biasa.  Lama  waktu  meraut  dis- etiap merek pensil berbeda. Merek pensil yang pal- ing lama untuk diraut yaitu pensil Joyko sedangkan yang  paling  cepat  diraut  yaitu  pensil  Pensil  biasa. Jika diurutkan dari yang tercepat dan terlama waktu meraut  pensil  2B  yaitu  pensil  Pensil  biasa,  M2000, Faber  Castell,  Staedtler,  Montana,  dan  Joyko.  Pe- nyebab  terjadinya  perbedaan  lama  waktu  meraut yaitu  pada  jenis  kayu  yang  dipakai  oleh  masing-
masing  merek  pensil.  Jika  kayu  yang  digunakan lembut  maka  waktu  yang  dibutuhkan  akan  cepat sedangkan  jika  kayu  yang  digunakan  keras  maka waktu yang dibutuhkan akan lama. Kekurangan dari menggunakan kayu yang sangat lembut akan mem- buat pensil lebih cepat rapuh sedangkan kelebihan- nya tidak butuh banyak waktu untuk meraut. Keku- rangan  dari  menggunakan  kayu  yang  sangat  keras akan  membuat  pensil  butuh  banyak  waktu  untuk meraut  sedangkan  kelebihannya  akan  membuat pensil tahan lama. lama waktu meraut untuk pensil M2000  dan  Faber  Castell  sama  ini  karena  tinggat kekerasan  kayu  yang  hampir  sama.  Rata–rata  lama waktu meraut untuk setiap diameter memiliki selisih 6 detik yakni dapat dilihat dari 1mm = 6 detik, 2 mm = 12 detik, 3 mm = 19 detik,  4 mm = 25 detik, 5 mm = 31 detik, 6 mm = 38 detik, 7 mm = 44 detik.
Tabel 1. Hasil rautan pensil berdasarkan waktu pada di- ameter pensil terhadap merek pensil 2B d (mm) Waktu (s) Faber Castell Joyko  Montana  Staedtler  M2000 Pensil Biasa Rerata 1 5 12 7 6 5 3 6 2 10 24 14 12 10 6 12 3 15 36 21 18 15 9 19 4 20 48 28 24 20 12 25 5 25 60 35 30 25 15 31 6 30 72 42 36 30 18 38 7 35 84 49 42 35 21 44
Gambar 5. Grafik hasil rautan pensil berdasarkan waktu disetiap diameter pensil terhadap merek pensil 2B
Tabel  2  menunjukkan  hasil  rautan  pensil  faber castell berdasarkan tingkat kepekatan grafit terhadap waktu. Tingkat kepekatan grafit yang digunakan ada lima yaitu 6H, 2H, F, 2B, 6B. Dimana pensil 6H me- miliki  hasil  goresan  yang  lebih  tipis  dan  kepekatan grafit  yang  lebih  keras  dibandingkan  2H.  Pensil  2H memiliki tingkat kekerasan yang lebih rendah. Pensil F  memiliki  tingkat  kepekatan  grafit  seimbang  atau tidak  keras  maupun  tidak  lunak  dan  goresan  yang dihasilkan  tidak  terlalu  tebal  maupun  tidak  terlalu tipis. Pensil 2B memiliki tingkat kepekatan yang ren-
dah dibandingkan 6B. Pensil 6B memiliki hasil gore- san yang lebih tebal atau pekat karena tingkat kepe- katan grafit lebih lunak. Semakin besar angka dide- pan  B  maka  pensil  akan  semakin  lunak  sehingga memiliki  hasil  goresan  yang  lebih  tebal.  Semakin kecil  angka  didepan  H  maka  pensil  akan  semakin keras  sehingga  memiliki  hasil  goresan  yang  lebih tipis. Oleh karena itu waktu yang dibutuhkan untuk meraut pensil berbeda. Semakin keras grafitnya (6H) maka waktu yang dibutuhkan semakin lama sedang- kan jika kepekatan grafitnya semakin lunak (6B) ma- ka  tidak  butuh  banyak  waktu  untuk  meraut.  Pada pensil 2H, F, 2B lama waktu untuk meraut sama ka- rena berada pada range kepekatan grafit yang ham- pir sama. Rata  – rata waktu yang didapat untuk di- ameter 1 mm = 6 detik, 2 mm = 11 detik, 3 mm = 16 detik, 4 mm = 22 detik, 5 mm = 27 detik, 6 mm =  32  detik,  7  mm  =  38  detik  dan  selisih  rata-rata waktu untuk meraut selama 5 detik.
Tabel 2. Hasil rautan pensil Faber Castell berdasarkan tingkat kepekatan grafit terhadap waktu
d
(mm)
Waktu (s) 6H  2H  F  2B  6B  Rerata 1 9   5   5   5   3 6 2   18   10   10   10   6 11 3   27   15   15   15   9 16 4   36   20   20  20   12   22 5   45   25   25  25  15   27 6   54   30   30   30   18   32 7   63   35   35   35   21   38
Gambar 6. Grafik hasil rautan pensil Faber Castell berda- sarkan tingkat kepekatan grafit terhadap waktu
Dapat dilihat pada Tabel 3 penentuan waktu me- raut pensil didapatkan dari data waktu rata-rata ber- dasarkan merek pada Tabel 3.1 dan data waktu rata- rata  berdasarkan  tingkat  ketebalan  grafit  pensil  un- tuk  diameter  1  mm  sampai  7  mm  pada  Tabel  3.2. Sehingga mendapat waktu rata-rata untuk diameter 1 mm = 6 detik, 2 mm = 12 detik, 3 mm = 18 detik, 4 mm = 24 detik, 5 mm = 29 detik, 6 mm = 35 de- tik, 7 mm = 41 detik dan selisih setiap diameter yak- ni  6  detik.  Nilai  data  waktu  rata-rata  yang  didapat,
menjadi waktu pada program untuk setiap push but- ton . pensil sudah tajam atau belum dapat dilihat se- cara langsung pada rautan, jika dirasa kurang tajam raut kembali pensil berdasarkan diameter pensil.
Tabel 3. Penentuan waktu meraut pensil berdasarkan me- rek dan tingkat ketebalan grafit pensil untuk diameter 1 mm sampai 7 mm
d (mm) Waktu (s) Merek  Pensil  Grafit  Rerata 1 6 6 6 2 12 11 12 3 19 16 18 4 25 22 24 5 31 27 29 6 38 32 35 7 44 38 41
Gambar 7. Grafik penentuan waktu meraut pensil berda- sarkan merek dan tingkat ketebalan grafit pensil untuk diameter 1 mm sampai 7 mm

## 4 PEMBAHASAN
Pengujian hasil perancangan alat peraut pensil ber- dasarkan waktu pada diameter 1 mm sampai 7 mm dan  menganalisis  data  hasil  pengamatan  perangkat peraut  pensil.  Pada  perancangan  perangkat  dilaku- kan pengujian pada push button terhadap motor DC, pengujian  motor  DC  dan  rautan  pensil  terhadap pensil,  pengujian  alat  dan  tampilan  serial  monitor pada Arduino IDE.
Motor DC akan berputar apabila salah satu push button ditekan  maka  lama  waktu  putar  motor  DC akan sesuai dengan lama waktu yang telah ditentu- kan  pada  masing-masing push  button .  Terdapat de- lay  1  detik  untuk  menghidupkan  motor  DC  setelah menekan push button . Cara kerja motor DC dengan mengubah  energi  listrik  menjadi  energi  mekanik dimana terdapat pin VCC yang dihubungkan ke pin common  relay dan ground yang  dihubungkan  pada pin ground arduino nano, motor DC akan berputar searah jarum jam maka rautan pensil dapat meraut pensil.  Apabila  pin  pada  motor  DC  dihubungkan tertukar atau terbalik maka rautan pensil dan motor DC  akan  berputar  berlawanan  arah  jarum  jam  se- hingga rautan pensil tidak dapat meraut pensil. Jika rautan  berhenti  pada  saat  meraut  artinya  terdapat
sumbatan  atau  halangan  pada  saat  meraut  maka harus sedikit mengangkat pensil, jika sudah berputar kembali maka tekan kembali pensil yang diraut.
Alat berjalan sesuai program yang dibuat. Motor DC akan berputar selama 6 detik apabila push button 1 ditekan, DC akan berputar selama 12 detik apabila push  button 2 ditekan,  motor  DC akan  berputar se- lama 18 detik jika push button 3 ditekan, motor DC akan berputar selama 24 detik jika push button 4 di- tekan, motor DC akan berputar selama 29 detik jika push  button 5 ditekan,  motor  DC akan  berputar se- lama  35  detik  jika push  button 6  ditekan,  jika push button 7 ditekan maka motor DC akan berputar se- lama  41  detik.  Kelebihannya  dapat  meraut  sesuai diameter  pensil  dengan ketentuan waktunya.  Keku- rangannya  pada  saat  meraut terkadang  pensil tidak teraut  karena  rautan  terhalang  sampah  rautan  dan kurangnya tekanan pensil terhadap rautan.
Penelitian ini menggunakan serial monitor bertu- juan  untuk  mengetahui  perhitungan  waktu  rautan berputar pada saat menekan salah satu push button . Motor  DC  akan  berputar  selama  6  detik  jika push button 1 ditekan dan akan tampil pada serial monitor dapat dilihat pada Gambar 7. “tombol 2mm = 0 1 2 3  4  5”,  jika push  button 2  ditekan  maka  motor  DC akan bekerja selama 12 detik dan akan tampil pada serial monitor “tombol 2 mm = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11”. Begitu juga pada push button lainnya.

## 5 KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian rancang bangun peraut pen- sil  otomatis  untuk  diameter  pensil  1  mm  sampai  7 mm berdasarkan waktu berbasis arduino nano dapat disimpulkan telah berhasil merancang peraut pensil otomatis untuk diameter pensil 1 mm sampai 7 mm berdasarkan  waktu  berbasis  arduino  nano.  Menda- pat penentuan akhir untuk waktu setiap diameternya yaitu  untuk diameter  1  mm  =  6 detik,  2  mm  = 12 detik, 3 mm = 18 detik, 4 mm = 24 detik, 5 mm = 29 detik, 6 mm = 35 detik, 7 mm = 41 detik. Sema- kin besar diameter pensil semakin besar pula waktu yang dibutuhkan untuk meraut. Semakin keras ting- kat  kepekatan  grafit  pensil  maka  waktu  yang  dibu- tuhkan  untuk  meraut  semakin  besar.  Merancang peraut  pensil  otomatis  untuk  diameter  pensil 1  mm sampai  7  mm  berdasarkan  waktu  berbasis  arduino nano,  kurang  efektif  karena  setiap  pensil  berbeda waktu untuk merautnya.
REFERENSI ______________________________
[1] Adiputra, A. M. (2019). Karakteristik Tubuh Ikan Seba- gai Objek Penciptaan Karya  Seni Melalui Kemampuan Teknik Drawing Pada Media Kertas. Stilistika, 2(7), 250.
[2] Bagia, I. N., & Parsa, I. M. (2018). Motor-motor Listrik Untuk Mahasiswa dan Umum. Kupang : CV Rasi Terbit.
[3] Basri, I. Y., & Irfan, D. (2018). Komponen Elektronika. Padang : SUKABINA Press.
[4] Budiarso, Z., Nurraharjo, E., & Listiyono, H. (2020). Sistem Kendali Kecepatan Robot Mobil dengan Dua Penggerak Motor DC Berbasis Arduino, Jurnal Dinami- ka Informatika , 1(12), 1 & 2.
[5] Dharmawan, H. A. (2017). Mikrokontroler Konsep Dasar dan Praktis. Malang : UB Press.
[6] Fahrurrozi., Sari, Y., & Putri, F. A. (2022). Analisis Penggunaan Ragam Jenis Pensil untuk Mengembang- kan Kemampuan Mengambar dengan Teknik Arsir Ba- gi Mahasiswa PGSD UNJ, Jurnal Dinamika Informatika , 1(12), 1 & 2.
[7] Firdaus, A., & Inayah, R. (2017). Rancang Bangun Rautan Pensil Pintar Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535. Jurnal JUPITER, 1(9), 31 & 34.
[8] Indriastuti, M. T., Arifin, S., Fadhilah, N., & Aprilianto, T. (2020). Rancang Bangun Sistem Keamanan Sepeda Motor Menggunakan Arduino Nano dan Android Via Bluetooth, Jurnal IlmiahTeknologi Informasi Asia , 1(4),
20.
[9] Kurniawan, A. H., & Rivai, M. (2018). Sistem Stabilisasi Nampan Menggunakan IMU Sensor dan Arduino Na- no. Jurnal Teknik, 2(7), 271.
[10] Muchtar, H., & Hidayat, A. (2017). Implementasi Wa- vecom Dalam Monitoring Beban Listrik Berbasis Mi- krokontroler. Jurnal Teknologi, 1(9), 2.
[11] Prabowo, H., & Arifin, F. (2018). Pengembangan Me- dia Pembelajaran Kendali Fuzzy Logic Berbasis Ardui- no Nano Pada Mata Kuliah Praktik Sistem Kendali Cerdas. ELINVO (Electronics, Informatics, and Voca- tional Education), 3(1), 41.
[12] Salam, J. G. A. (2017). Kontrol Kecepatan Motor DC Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Arduino Uno R3. Jurnal Ilmiah Indonesia, 3(2), 71.
[13] Salim, A. I., Saragih, Y., & Hidayat, R. (2020). Imple- mentasi Motor Servo Sg 90 Sebagai Penggerak Meka- nik Pada E. I. Helper (Electronics Integration Helmet Wiper). Jurnal Electro Luceat , 2(6), 2.
[14] Santoso, H. (2016). Panduan Praktis Arduino untuk Pemula. Malang : Elangsakti.
[15] Sasmoko, D. (2021). Arduino dan Sensor pada Projek Arduino DIY. Semarang : YayasanPrima Agus Teknik.
[16] Setiawan, A., & Sungkar, M. S. (2018). Simulasi Mikro- kontroler Pengukur Jarak Berbasis Arduino Uno Seba- gai Media Pembelajaran Mahasiswa Politeknik Hara- pan Bersama.  Jurnal Power Elektronik, 2(7). 25 -26.
[17] Wongkar, I., & Linkan, P. (2010). Benda dari Peman- dangan. Jakarta: PT Gramedia. ____________________