e-ISSN 2654 - 4733 Elektron Jurnal Ilmiah Volume 10 Nomor 1 Juni 2018
Rancang Bangun Timbangan Beras Digital Dengan Tampilan Berat Dan Harga Menggunakan Output Suara
Era Madona 1 , Anton 2 ,Dolla 3
123 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang emadona38@gmail.com
Kampus Politeknik Negeri Padang, Limau Manis Padang
Abstract—Generally,  scales  on  the  market  still  use  manual  models  which  often  produce  a  measurement with  the  inappropriate  result  because  of  the  accuracy  problem  or  still  have  trouble  with  the  level  of precision.  Furthermore,  other  measuring  instruments  are  also  only  pendulum  balances  or  analog  scales whose output measurement results are only indicated by the pointer. The results of reading each person have different measurement results. In addition to requiring energy and a long time, the manual weighing process also has a negative impact that can harm consumers where the trader in the market usually cheats in trading. To address this problem, a digital rice weighing device is designed that is controlled by Arduino Uno by using a load cell sensor that having a capacity of 10kg (1/2 - 2.5 liters) which provides a change of resistance when there is a pressure. Changes in resistance can change the output voltage of a load cell. The voltage change that is too small so it is amplified using the HX711 and will convert it to digital in units of weight  per  liter.  The  level  heavy  of  rice  is  calculated  at  prices  corresponding  to  rice  selected  through pushbutton. The calculation results are displayed on the LCD if the rice is not enough 1 liter so the price and weight will not be displayed on the LCD. The output sound of Mini Df will mention the price based on the type of rice.
Keywords: Arduino uno, Loadcell sensors, HX711, Pushbutton, LCD, Df Mini Player.
Abstrak— Timbangan   di   pasaran   umumnya   masih   menggunakan   timbangan  manual   yang   sering  kali   masih menghasilkan  pengukuran  yang  tidak  teliti dikarenakan  tidak  adanya  akurasi  dan  tingkat  presisi. Selain  itu alat ukur  yang lain  juga  hanya  sebuah  neraca  bandul  atau  timbangan  analog  yang  output  hasil pengukurannya hanya  ditunjukkan  oleh  jarum  penunjuk.  Hasil  pembacaan  masing-masing  orang  memiliki  hasil  pengukuran  yang berbeda. Selain  membutuhkan  tenaga  dan  waktu  yang  lama  proses  penimbangan manual juga memiliki dampak negatif  yang  dapat  merugikan  konsumen  di  mana  pedangang   di    pasar    biasanya    melakukan    kecurangan    dalam berdagang. Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, maka dari itu dirancang sebuah alat timbangan beras digital, timbangan ini dikendalikan oleh arduino uno dengan menggunakan sensor load cell berkapasitas 10kg (1/2– 2,5 liter) yang memberikan perubahan resistansi apabila terdapat regangan akibat adanya beban. Perubahan resistansi dapat diubah menjadi perubahan tegangan. Perubahan tegangan terlalu kecil sehingga dikuatkan menggunakan HX711 dan akan mengubahnya menjadi digital dalam satuan berat per liter. Satuan berat dikalkulasikan dengan harga yang sesuai dengan  beras  yang  dipilih  melalui  pushbutton.  Hasil  kalkulasi  ditampilkan  pada  display  LCD  apabila  beras  belum mencukupi 1 liter maka tampilan harga dan berat tidak akan di tampilan di LCD dan begitu juga dengan output suara berupa Df Mini yang akan menyebutkan harga dari jenis beras tersebut
Kata kunci:Arduino uno, Sensor Loadcell, HX711, Pushbutton, LCD, Df Player Mini.
© 2018 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Karyawan yang bekerja di perkantoran mempunyai  Timbangan    di    pasaran    umumnya masih    menggunakan    timbangan  manual    yang sering kali  masih  menghasilkan  pengukuran  yang tidak  teliti dikarenakan  tidak  adanya  akurasi  dan tingkat  presisi. Selain  itu alat  ukur  yang lain  juga hanya    sebuah    neraca    bandul    atau    timbangan analog    yang    output    hasil  pengukurannya  hanya ditunjukkan oleh jarum penunjuk. Hasil pengukuran yang  ditunjukkan  oleh  jarum  penunjuk  tidak
menghasilkan  hasil  pembacaan  yang  tepat.  Hasil pembacaan  masing-masing  orang  memiliki  hasil pengukuran  yang  berbeda.  Selain    membutuhkan tenaga  dan  waktu  yang  lama  proses  penimbangan manual juga memiliki dampak negative  yang dapat merugikan konsumen di mana pedangang  di  pasar biasanya  melakukan  kecurangan  dalam  berdagang. Orang-orang yang tidak bertanggung jawab biasanya menggunakan  alat  timbangan  yang    tidak    sesuai dengan    takaran    yang    sebenarnya,  pedagang biasanya  merubah    sistem    kerja    dari    timbangan
tersebut  sehingga dapat merugikan konsumen. Alat timbangan  menggunakan  load  cell  sebagai  sensor berat dan output menggunakan LCD dan suara telah dibuat  sebelumnya  Nika  Wahyuni  [1].  Maka  dari kekurangan  alat  sebelumnya  penulis  membuat pengembangan alat dengan  cara  menimbang   berat beras  per  liter  pada    saat  beras  diletakan  di  wadah timbangan  apabila  telah  mencukupi  takaran  liter maka  tampilan  pada  LCD  akan  muncul  dengan tampilan  harga  dan  jenis  beras,  jika  kurang  dari takaran  liter  maka  tampilan  pada  LCD  tidak  akan muncul    berdasarkan  jenis  beras  yang  di  pilih menggunakan pushbutton dan selain ditampilkan di LCD penulis juga menggunakan output suara untuk mengetahui  harga  yang  harus  dibayar.  Pedagang tidak  perlu  lagi  untuk  mengkalkulasikan  harga menggunakan kalkulator tiap kali ingin menimbang beras,  penulis    juga  menambahkan  output  suara menggunakan  DF  Mini  Player  untuk  mengetahui harga  yang  harus  dibayar.    Berdasarkan  uraian masalah  diatas  maka  penulis  membuat  sebuah timbangan  beras  digital  dengan  tampilan  berat  dan harga menggunakan output suara. Dengan dibuatnya alat ini dapat mengatasi permasalahan sebelumnya.
II. METODE PENELITIAN
A. Perancangan Sistim dan Blok Diagram
Perancangan sistem keseluruhan alat ini tersusun atas tiga bagian penting yang saling terhubung satu sama  lain  yaitu  bagian  hardware,  software  dan mekanik.  Ketiga  bagian  ini  saling  berkaitan  agar menjadi  sebuah  sistim  yang  bisa  digunakan.  Blok diagram  sistim  secara  keseluruhan  diperlihatkan oleh gambar 1 dibawah ini.

## Gambar 1 . Blok Diagram Sistem
Pada saat konsumen membeli beras, beras yang dipilih  oleh  konsumen  akan  ditimbang  di  wadah timbangan oleh penjual lalu tekan salah satu tombol jenis  beras  yang  ditimbang.  Selanjutnya  loadcell akan  mengukur  berat  dari  beras  yang,kemudian mikrokontroler  Atmega  328  akan  menjadi  satuan
berat per liter.   Dan untuk output ada dua keluaran yaitu tampilan display LCD yang akan menampilkan  berat  dan  harga  dari  beras  dan  DF Mini  Player  sebagai  penguat  suara  yang  akan dikeluarkan dalam bentuk kalimat berupa harga dari beras  oleh  speaker.  Jika  penjual  ingin  meggganti pemilihan beras tekan tombol Back Home.
B. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Hardware  pada  sistim  ini  terdiri  dari  power supply, Loadcell, Modul penguat Hx711, Pushbutton,  Atmega  328,  LCD  16x2,  DF  Mini Player  dan  Speaker  5  watt.  Rangkaian  alat  secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Rangkaian Elektronika Keseluruhan Alat
Pada  pembuatan  alat    ini  menggunakan  power supply penyearah setengah gelombang. Sensor load cell  digunakan  untuk  menghitung  berat.  Cara kerjanya,  sensor  ini  akan  mendeteksi  adanya perubahan tekanan yang diakibatkan adanya beban. Perubahan  tekanan  tersebut  akan  menyebabkan perubahan resistansi pada jembatan wheatsone yang terdapat  pada  load  cell  sehingga  terjadi  ketidak seimbangan resistansi, akibatnya tegangan keluaran dari  jembatan  wheatsone  tersebut  mengalami perubahan yang nantinya akan dibaca oleh Arduino. Namun  karena  perubahan  tegangan tersebut  sangat kecil (dalam skala mili volt) sehingga keluaran dari load  cell  harus  terlebih  dahulu  dikuatkan  untuk mencapai  nilai  dalam  bentuk  volts.  Maka  dari  itu digunakan  modul  HX711  yang  berfungsi  sebagai ADC sekaligus penguat tegangan, dimana keluaran Loadcell  terhubung  ke  input  HX711,  sedangkan keluaran  HX711  terhubung  ke  mikrokontroler Atmega  328.Push  button  digunakan  untuk  kembali ke home untuk pemilihan jenis beras. Modul Audio Player  berfungsi  untuk  membaca  data  digital  dan mengubahnya  menjadi  audio.  Modul  Audio  yang digunakan adalah Modul DF Mini Player. Pada alat ini DF mini player berguna untuk modul dari output
suara  yang  akan  dihubungkan  ke  speaker  sebagai audio  dari  total  biaya  beban  timbangan  dalam rupiah.

## C. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Setelah  pembuatan  perangkat  hardware,  langkah selanjutnya  yang  dilakukan  adalah  perancangan software.  Dalam  merancang  software  ini  terlebih dahulu  adalah  membuat  algoritmanya.  Algoritma merupakan garis besar jalannya suatu program, salah satu algoritma yang dibuat dalam bentuk flow chart (diagram  alir)  agar  perancangan  software  mudah dilakukan dengan cepat. Hal ini dapat memperlihatkan secara sederhana dan jelas alur dari program  secara  keseluruhan  yang  akan  dibuat. Diagram  alur  ini  dirancang  untuk  rancang  bangun timbangan beras dengan tampilan harga dan output suara. Berikut Flow chart dari sistem ini adalah :
Gambar 3. Flowchart
Penjelasan algoritma program sistem kerja alat pada gambar  flowchart  diatas  dapat  diuraikan  sebagai berikut:
1. Start  akan  menginisialisasi hardware  yang meliputi Load cell, LCD dan speaker.
2. Proses  dilanjutkan  pemilihan  jenis  beras yang  ditimbang  dan  akan  dilanjutkan dengan proses pembacaan sensor, kemuadian  setelah  itu  proses  perhitungan akumulasi harga secara otomatis berdasarkan  berat  beras  dengan  sensor
(load  cell)  mendeteksi  keberadaan  beras yang terletak diatasnya.
3. Selanjutnya,  perhitungan  berat  dan  harga ditampilkan pada LCD dan keluaran output suara pada Speaker sebagai audio dari total biaya beban timbangan dalam rupiah.
4. Stop akan mengakhiri sistem
D. Perancangan Mekanik
Pada  perancangan  mekanik  ini  bertujuan  untuk mengatur  tata  letak  komponen  dan  juga  untuk memposisikan  penampang  timbangan  agar  benda yang  ditimbang  berada  tepat  pada  posisi  sensor. Timbangan  beras  ini  dibangun  dengan  ukuran  box panjang 300 mm, lebar 300 mm dan tinggi 100 mm. Sedangkan  untuk  kedudukan  timbangan  250 mm  x 200 mm. Perancangan timbangan beras dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

## Gambar 4. Tampak Depan Alat
Pada  bagian  box  timbangan,  dibagian  dalam terdapat  power  supply,  arduino  dan  penguat instrument.  Sedangkan  bagian  luar  tertempel  pada dinding  box  LCD,  speaker  dan  saklar  on/off.  Pada bagian atas box terpasang load cell langsung dengan kedudukan timbangan.
Gambar 5. Tampak belakang Alat

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  alat  ini  dilakukan  untuk  mengetahui apakah  alat  yang  dibuat  telah  sesuai  dengan  yang diharapkan.  Pengujian  juga  dilakukan  untuk mengetahui  hasil  dari  pengukuran  pada  masing- masing  blok  rangkaian  yang  terdapat  pada  alat. Untuk melakukan pengujian membutuhkan multimeter dan osiloskop sebagai media pengukurannya. Berikut langkah-langkah dan pokok
pembahasan yang akan di lakukan dalam  pangujian sebagai berikut :
1 Pengujiandan analisa sensor Load Cell dan Pengujian HX711
2 Pengujian  dan  Analisa  Alat  Secara Keseluruhan
A. Pengujian dan Analisa Load Cell

## Gambar 6. Rangkaina Load cell
Pengujian  pada  Loadcell  harus  diperhatikan dengan  teliti  pada  keadaan  awal  (tanpa  beban), keluaran  dari  loadcell  harus  0  Volt  yang  berarti dalam posisi seimbang, namun ketika loadcell diberi beban  terjadi  perubahan  pada  nilai  resistansi  yang mana  prinsip  kerja  loadcell  berdasarkan  pada jembatan Wheastone.
Tabel 1. hasil pegukuran load cell terhadap beban
Jenis Beras Berat / Liter Timbangan Biasa Berat / Liter Timbangan Alat Tegangan (mV) Beras Sokan 1/2 Liter = 0,4 Kg 0,48 Kg 0,1 1 Liter = 0,8 Kg 0,94 Kg 0,3 1,5 Liter = 1,2 Kg 1,31 Kg 0,5 2 Liter = 1,6 Kg 1,67 Kg 0,6 2,5 Liter = 2 Kg 1,91 Kg 0,8 3 Liter = 2,4 Kg 2,37 Kg 1,0 3,5 Liter = 2,8 Kg 2,75 Kg 1,1 4 Liter = 3,2 Kg 3,21 Kg 1,3
Beras Anak Daro,
1/2 Liter = 0,4 Kg 0,59 Kg 0,1 1 Liter = 0,8 Kg 0, 95 Kg 0,3 1,5 Liter = 1,2 Kg 1,32 Kg 0,5 2 Liter = 1,6 Kg 1,68 Kg 0,6 2,5 Liter = 2 Kg 2,03 Kg 0,8 3 Liter = 2,4 Kg 2,38 Kg 1,0 3,5 Liter = 2,8 Kg 2,77 Kg 1,1 4 Liter = 3,2 Kg 0,60 Kg 1,3 Beras  IR 42 1/2 Liter = 0,4 Kg 0,60 Kg 0,1 1 Liter = 0,8 Kg 1,84 Kg 0,3
1,5 Liter = 1,2 Kg 1,31 Kg 0,5 2 Liter = 1,6 Kg 1,66 Kg 0,6 2,5 Liter = 2 Kg 2,05 Kg 0,8 3 Liter = 2,4 Kg 2,41 Kg 1,0 3,5 Liter = 2,8 Kg 2,77 Kg 1,1 4 Liter = 3,2 Kg 3,17 Kg 1,3 Untuk mempermudah dalam proses
pemrograman  sensor  loadcell  maka  dibutuhkan sebuah  modul  HX711  yang  memiliki  input  analog untuk  pengukuran  loadcell  yang  dikuatkan  dan dikonversi  menjadi  data  digital.  Data  digital  yang dihasilkan  HX711  dioutputkan  pada  Dout  HX711. Dalam  pemograman  HX711,  arduino  memerlukan sebuah library tambahan yaitu library HX711. Dout HX711 adalah digital output dari HX711 yang akan mengkonversi  digital  output  oleh  arduino  melalui library HX711 menjadi skala berat.

## B. Pengujian dan Analisa Alat Secara Keseluruhan
Pengujian  alat  secara  keseluruhan  bertujuan untuk  mengetahui  alat  yang  telah  dibuat  dapat berjalan  secara  baik dan  benar  antara  software  dan hardware. Untuk pengujian load cell telah dilakukan dengan memberikan beban yang berbeda kemudian mengukur  tegangan  outputnya.  Tegangan  output dari  load  cell  terlalu  kecil maka  dibutuhkan  modul HX711  yang  berperan  sebagai  penguat  sekaligus pengkonverter  data  analog  dari  load  cell  menjadi data digital. Untuk pemograman load cell dilakukan dengan  menggunakan  library  dari  modul  HX711 pada  arduino  yang  mana  digital  output  akan dikonversi  oleh  arduino  melalui  library  HX711 menjadi  skala  berat.  Pengujian  alat  secara keseluruhan  ini  dilakukan  dengan  membandingkan data   saat    beban   di   timbang  menggunakan   alat yang  dibuat dengan menggunakan data sebenarnya dari  timbangan  biasa.  Sedangkan  untuk  tampilan harga sesuai dengan keinginan yaitu untuk berat 1/2 liter  bernilai  0,4  kg  1  liter  bernilai  0,8  kg ,1,5 liter bernilai  1,2  kg,  2  liter  bernilai  1,6  kg  ,  2,5  liter bernilai  2  kg,  3  liter  bernilai  2,4  kg,  dan  3,5  liter bernilai  2,8  kg  dan  terakhir 4  liter  bernilai 3,2 kg  , Hal  ini  terjadi  dikarenakan  antara  berat  dan  harga telah  dikalkulasikan  langsung  didalam  program. Untuk  output  suaranya,  setiap  pertambahan  berat dari  ½  hingga  4  liter  maka  akan  terdengar  suara harga berdasarkan jenis beras yang dipilih.

## IV. KESIMPULAN
1. Alat ini bisa menimbang berat beras dengan satuan  per  liter,  pada  LCD  dapat ditampilkan jenis , berat dan harga.
2. Berdasarkan  hasil  pengukuran  loadcell terhadap beban didapatkan hasil error berat per liter rata-rata 17%.
3. Pada  alat  ini  pushbutton  dapat  berfungsi sebagai sarana pemilihan beras.
4. Penggunaan DF Mini Player akan
mengeluarkan suara harga per liter

## REFERENSI
[1]  MIrfan.  Mesin  Penyaji  Beras  Secara  Digital.  Jurnal  Ilmiah ILKOM Volume 8 Nomor 2 (Agustus 2016). hal 126-131
[2] Ahmad Nur Aliyanto, Muhammad Saleh , Aryanto Hartoyo. Perancangan Sistem Timbangan Digital  Berbasis Arduino Mega 2560. Jurlah Ilmiah Untan.
[3] Alhamidi, Rini Asmara. Rancang Bangun Timbangan Badan Output  Suara  Berbasis  Arduino  Uno  R3.  Jurnal  Sains  Dan Informatika Research of Science and Informatic V3.I2 (142-152).
[4]  Tri  Hamdani  Agung  Cahyono,  Eko  Agus  Suprayitno.  Alat Ukur Berat Badan, Tinggi Badan Dan Suhu Badan Di  Posyandu Berbasis  Android.  ELINVO(Electronics,  Informatics,  and Vocational Education), May 2018,3(1), 31-38
[5] Edwar Frendi Yandra, Boni pahlanop Lapanporo  Muh. Ishak Jumarang. Rancang Bangun Timbangan Digital Berbasis Sensor Beban  5  Kg  Menggunakan  Mikrokontroler  Atmega328. POSITRON, Vol. VI, No. 1 (2016), Hal. 23 - 28
[6] Trisya Septiana, Zaini. Perancangan dan Implementasi Sistem Monitoring  Beban  dan  Kecepatan  Kendaraan  Menggunakan Teknologi Weigh in Motion. Jurnal Nasional Teknik Elektro, Vol. 7, No. 1, Maret 2018. Hal 60-67
[7]  Vera  Wati,  N.  2014.  “Rancang  Bangun  Timbangan  Digital dengan  Tampilan  Harga  Menggunakan  LCD”.  Tugas  Akhir, Padang : Teknik Elektronika Politeknik Negeri Padang.
[8] Wahyuni, Nika. 2014. “Rancang Bangun Timbangan Digital dengan Tampilan Harga dan Output Suara”. Tugas Akhir, Padang :Teknik Elektronika Politeknik Negeri Padang.