22
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License .

## PROTOTYPE SMART COFFEE ROASTING BERBASIS MIKROKONTROLLER
Syarifuddin Baco 1 ,  Amaliah Chintami Dharti Aksa 2 , Rahmat Musriadi 3 , Mutmainnah Lamba 4
Program studi teknik informatika, Fakultas Teknik, Universitas Islam Makassar. Jl. Perintis Kemerdekaan KM 9 No 29 Makassar Email syarifuddinbaco@uim-makassar.ac.id , amaliahchintami@gmail.com , rahmatmusriadi06@gmail.com , innadii346@gmail.com

## ABSTRAK
Sangat  banyak  produk  yang  dapat  memudahkan  pekerjaan    manusia  dalam  hal  membahas  tentang  hubungan  manusia dan  komputer  dalam  menggunakan  media  elektronik  untuk  mempermudah  pekerjaan  manusia,  tetapi  dari  segi implementasi  masih  sangat  kurang  karena  sebagian  besar  masyarakat  kurang  responsive  dengan  alat  yang  diciptakan untuk  mempermudah  pekerjaan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  prototype  smart  coffee  roasting  berbasis mikrokontroller. Perancangan prototype smart coffee roasting berbasis mikrokontroller. Metode yang digunakan adalah pendekatan  prototyping  terdiri  dari  beberapa  bagian  yaitu  rangkaian  perangkat  keras  (hardware)  dan  perangkar  lunak (software). Sensor suhu berfungsi sebagai pengontrol suhu pada kopi sesuai dengan yang sudah di tentukan sebelumnya sedangkan motor DC di gunakan pada bagian pengaduk sehingga kopi dapat matang dengan merata dan kompor portable sebagai  sumber  panas  pada  mesin  roasting.  LCD  akan  menampilkan  waktu  dan  suhu  pada  alat  penyangrai.  Hasil penelitian  penyangrai  kopi  otomatis  ini  menghasilkan  4  jenis  kopi  yaitu  light  roast,  medium  roast, medium  dark roast, dark roast dan set timer di gunakan saat ingin menyangrai kopi dengan menginput waktu sesuai dengan yang di inginkan pengguna. pengujian hasil terendah  dengan  kadar   0,75 g/cm 3 ,  suhu 28°C, banyak kopi 1oz, waktu  15 menit dengan tingkat kematangan light roast. Menghasilkan biji kopi yang masih belum matang dan belum siap produksi sedangkan pegujian hasil tertinggi dengan kadar 1,20 g/cm 3 ,suhu 43°C,banyak kopi 1oz,waktu 40 menit dengan tingkat kematanga dark roast. Menghasilkan biji kopi  yang sudah  matang dan siap produksi.  Kesimpulan dari penelitian ini adalah  mesin penyangrai  kopi  berguna  untuk  meroasting  kopi green  been ,  mesin  akan  bekerja  berdasarkan  sistem  yang  telah ditentukan  oleh  si  pengguna.  Alat  ini  pada  umumya  masih  jarang  di  gunakan  oleh  masyarakat  dan  tidak  untuk memproduksi/siap  saji.  Harga  alat  ini  lebih  murah  dibandingkan  dengan  harga  yang  ada  dipasaran  alat  ini  juga dirancang khusus dengan menggunakan arduino uno sebagai sistem support alat otomatis roasting coffee.
Kata kunci : coffee, arduino, termocouple, push, button

## ABSTRACT
There are many products that can facilitate human work in terms of discussing human and computer relations in using electronic media  to  facilitate human work, but  in terms of implementation  it is still very lacking  because most  people are  less  responsive  with  tools  created  to  make  work  easier.  This  study  aims  to  design  a  microcontroller-based  smart coffee  roasting  prototype.  Microcontroller-based  smart  coffee  roasting  prototype  design.  The  method  used  is  a prototyping approach consisting of several parts, namely a series of hardware (hardware) and software (software). The temperature  sensor  functions  as  a  temperature  controller  for  the  coffee  according  to  what  has  been  previously determined, while the DC motor is used in the stirrer so that the coffee can be cooked evenly and the portable stove is a heat source for the roasting machine. The LCD will display the time and temperature on the roaster. The results of this automatic coffee roaster research produce 4 types of coffee, namely light roast, medium roast, medium dark roast, dark roast and a set timer is used when you want to roast coffee by inputting the time according to what the user wants. The lowest test results were 0,75 g/cm3, temperature 28°C, 1oz of coffee, 15 minutes with light roast maturity level. Produce coffee  beans  that  are  still  immature  and  not  ready  for  production,  while  testing  the  highest  yield  with  levels  of  1.20 g/cm3, temperature 43°C, 1oz of coffee, time 40 minutes with dark roast maturity level. Produce coffee beans that are ripe  and  ready  for  production.  The  conclusion  of  this  research  is  that  the  coffee  roaster  is  useful  for  roasting  green been coffee, the machine will work based on the system that has been determined by the user. This tool is generally still rarely used by the public and is not used for producing/ready serving. The price of this tool is cheaper than the price on the market. This tool is also specially designed using  Arduino  Uno as a support  system for automatic coffee roasting tools.
Keywords : coffee, arduino, thermocouple, push, button

## PENDAHULUAN
Indonesia  di  kenal  sebagai  negara  penghasil kopi  terbesar  di  dunia  dengan  cita  rasa  yang beragam(Arda, 2019). Tiap daerah memiliki kopi yang khas  baik  dalam  rasa  maupun  aromanya.  Di  pulau Sumatera  beberapa  daerah  menjadi  produsen  kopi yang memiliki karakteristik tertentu seperti Lampung, Medan,  Palembang  dan  Aceh.  Perbedaan  karakter tersebut tergantung pada habitat dimana tanaman kopi tersebut tumbuh.(Sudarmanto, 1970)
Sangat banyak produk yang dapat memudahkan pekerjaan    manusia  dalam  hal  membahas  tentang hubungan  manusia  dan  komputer(Baco  &  Haslindah, 2019) . Di pasaran saat ini sudah banyak dijual mesin penyangrai kopi.
Dalam  perencanaan  suatu  alat,  perlu  sebuah tahapan awal untuk  menganalisa energi pindah  massa dan  pindah  panas  selama  penyangraian  biji  kopi sebagai  dasar  perancangan  alat  penyangrai  biji  kopi sehingga  nantinya  dapat  memecahkan  masalah  dalam suatu produksi kopi. (Rusnadi et al., 2018)
Prototipe  penyangrai  kopi  tipe  rotary  yang dilengkapi  dengan  sistem  kontrol  temperatur  dan kecepatan  putaran  drum  yang  secara  tidak  langsung dapat  menghemat  konsumsi  LPG  dan  meningkatkan efisiensi penyangraian. (Arda, 2019)
Penyangraian  terhadap  perubahan  masa  jenis biji  kopi  robusta  sangat  berpengaruh  terhadap perubahan  fisik  yang  terjadi  pada  biji  kopi  menurut (Fikri  et  al.,  2021)  setelah  dilakukannya  proses penyangraian  dan  itu  sangat  membantu  menentukan kualitas biji kopi yang siap seduh dan masyarakat bisa mengetahui kualitas biji kopi yang baik hanya dengan cara menghitung massa jenisnya.
Penelitian  ini  menyatukan  beberapa  pendapat Maka  dalam  merancang  alat  prototype  smart  coffee roasting berbasis mikrokontroller untuk memperkenalkan kepada  masyarakat  bahwa  alat  yang  akan  kami  buat sangat mempermudah proses pengerjaan terutama dalam melakukan roasting coffee/penyangrai coffee.

## METODOLOGI PENELITIAN
Alat dan Bahan
Alat yang di gunakan yaitu motor dc,termoucaple,arduino uno. Sedangkan bahan yang di gunakan yaitu kopi.

## Prosedur penelitian
Kabel merah ke pin 5 Volt arduino (kabel merah berfungsi  untuk  memberi  tegangan  positif  ke  sensor, LCD  dan  relay).  Kabel  hitam  ke  pin  GND  arduino (kabel hitam berfungsi memberi tegangan negatif).Kabel  hijau  ke  pin  3  arduino.  (kabel  hijau berfungsi  untuk  mengetahui  suhu  dan  kelembaban). Kabel  biru  ke  pin  5  arduino.  (kabel  biru  berfungsi mengaktifkan  pin  In1  relay).  Kabel  kuning  ke  pin  A4 arduino  (kabel  kuning  dan  orange  berfungsi  mengirim sinyal teks ke LCD). Kabel orange ke pin A5 arduino.
Cara  kerja  mesin  roasting  coffee  otomatis, Nyalakan  sistem  Sett  waktu  pada  sistem  Kemudian buka menu mode  Pilih  symbol  S,M,H,R,Pilih  symbol
MENIT  (M)  Kemudian  pilih  mode  running  (R)  KLIK tombol running ujung kiri kanan.

## Perancangan Bentuk Fisik Alat
Dalam  pembuatan  simulasi  alat  smart  coffee roasting berbasis mikrokontroller menggunakan miniatur ruangan yang berbentuk kotak dengan ukuran panjang 51 cm x 31 cm,  dan panjang wadah roasting 12 cm. Bahan utama  pembuatan rangka menggunakan stainles stell. Ketika kopi dimasukkan ke dalam wadah roasting maka sensor suhu akan mendeteksi  suhu dan kematangan  kopi  yang  kemudian  hasilnya  akan  di tampilkan pada LCD.

## Gambar 1. Perancangan bentuk fisik alat

## Metode Analisis
Metode  yang  digunakan  dalam  rancangan  prototye adalah Diagram Blok Sistem

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  rancangan  prototype  smart  coffee  roasting berbasis mikrokontroller :

## 1. Perancangan Diagram Blok Sistem
Gambar 2 . Blok diagram alat
Pada gambar 2 dapat di lihat blok diagram alat Push  button  Termocuple,  Power  supply,  Motor  Dc, lcd.  Semua  terhubung  ke  arduino  uno  untuk mengoperasikan alat secara otomatis .

## 2. Perancangan Perangkat Keras
Dalam  pembuatan  simulasi  alat  smart  coffee roasting berbasis mikrokontroller menggunakan miniatur  ruangan  yang  berbentuk  kotak  dengan ukuran  panjang  51  cm  x  31  cm,    dan  panjang  wadah roasting    12  cm.  Bahan  utama    pembuatan  rangka menggunakan  stainles  stell.  Ketika  kopi  dimasukkan ke  dalam  wadah  roasting  maka  sensor  suhu  akan mendeteksi    suhu  dan  kematangan  kopi  yang kemudian  hasilnya  akan  di  tampilkan  pada  LCD. Roasting coffee akan mulai bekerja  ketika timer telah di  setting,  suhu,  dan  waktu  peroastigan  sudah  diatur kemudian proses roasting dimulai.
Langkah  selanjutnya  dengan  menghubungkan komponen  satu  persatu  seperti  arduino  uno,  relay, motor  dc,thermocouple,  menjadi  satu  rangkaian sistem  lalu  mengujinya  secara  keseluruhan.  Adapun dalam  perancangan  perangkat  keras  ini  diharapkan alat  roasting  coffee    berfungsi  sesuai  dengan  yang diinginkan  berdasarkan  perintah  yang  telah  di program ke dalam mikrokontroler arduino uno.

## 3. Perancangan Perangkat Lunak
Arduino IDE (integrated Development Environment)  adalah  software  yang  digunakan  untuk membuat  program  pada  arduino,  dengan  kata  lain Arduino  IDE  sebagai  media  untuk  memprogram board arduino.
Perancangan software dilakukan dengan pembuatan  program  pada  Arduino  IDE  yang merupakan compiler bawaan pada Arduino. Hal  yang perlu di atur dalam pembuatan program alat ini
Gambar 3 . listing program
Pin I/O mana saja yang akan digunakan dan pin mana saja yang digunakan sebagai RX (jalur penerima data/perpindahan  data),  TX  (disebut  transmit  yang berfungsi  untuk  mengirim  data/mengeluarkan  data, atau  merupakan  jalan  yang  dilalui  dalam  mengirim data antar device). Untuk  mengaktifkan  sensor  TCRT 5000  ini dibutuhkan  sumber  tegangan  5  V  DC  yang berasal dari pin 5 V pada arduino uno. Menurut (Arda, 2019) dasar-dasar teori yang relevan dengan alat yang akan  dibuat,  Dalam  pembuatan  mekanik  alat penyangrai  kopi  berbasis  mikrokontroler.  Pembuatan progam sistem kontrol dilakukan dengan menggunakan  software  Arduino  UNO.  Bahasa pemrograman  dengan  menggunakan  logic  C++. Proses pemrograman dilakukan pada saat mikrokontroler  terhubung  pada  software  Arduino dengan  menggunakan  penyambung  kabel  USB sebagai  penghubung  board  Arduino  dengan  software Arduino. (Rusnadi et al., 2018)
Hasil pengujian alat prototype smart coffee roasting berbasis mikrokontroller :
Pengujian  alat  secara  keseluruhan  dilakukan untuk  menguji  seluruh  komponen  yang  terdapat  pada alat  roasting  coffee.  Pengujian  pertama  dilakukan dengan melakukan pengaturan waktu tingkat kematangan,  maka  sensor  roasting  coffee  akan berjalan  untuk  menghitung  durasi  kematangan  kopi dalam perancangan alat di sistem otomatisasi alat pada LCD.  Pada  perancangan  ini,  motor  servo  yang
digunakan  adalah  motor  servo  MG  996R  yang telah dimodifikasi  terlebih  dahulu  sehingga  servo  ini  dapat berputar  360  derajat  atau  berputar  sejara  countinuous yang  memilik  3  buah  pin  yang  terdiri  dari  GND (negatif),  VCC  (positif),  PWM  (data).  Sedangkan untuk  converter  DC-DC  yang  digunakan  adalah LM2569 DC-DC  sebagai penurun tegangan dari  12 V baterai ke 5 V DC yang akan disuply ke motor DC
Gambar 4. Rangka Alat Roasting
Dapat  dilihat  pada  gambar  4  rangka  alat  smart  coffee roasting  berbasis  mikrokontroller  yang  menggunakan bahan box plastik untuk wadah hardware alat.
Gambar 5 . gambar autocad rancangan alat
Gambar 6 . Rancangan alat
Pada  gambar  6,  Kabel  merah  ke  pin  5Volt arduino  untuk  memberi  tegangan  positifke  sensor, LCD  dan  relay.  Kabel  hitam  ke  pin  GND  arduino Kabel  hitam  berfungsi  memberi  tegangan  negatif. Kabel hijau ke pin 3 berfungsi untuk mengetahui suhu dan  kelembaban.  Kabel  biru  ke  pin  5  arduino  Kabel biru  berfungsi  mengaktifkan  pin  In  1  relay.Kabel kuning  ke  pin  A4  arduino.  Kabel  kuning  dan  orange berfungsi mengirim sinyal teks ke LCD. Kabel orange ke pin A5 arduino.

## Pengujian Kemampuan Alat
Pengujian pertama adalah dengan cara memasukan  kopi  kedalam  wadah  roasting  coffee
Pengujian  kedua  dengan  cara  melihat  tabel  kondisi ruangan  pengering  alat.  Kondisi  ruangan  pengering dipengaruhi oleh suhu kopi roasting pada saat ruangan roasting  diberikan  kopi  kering  maka  suhu  dan kelembaban  ruangan    yaitu  320C  dan  kelembapan 53%,
Tabel 1 . pengujian hasil roasting
No
. Kadar g/cm 3 Suhu °C Banyak kopi Waktu tingkat kematangan 1. 0,75 28 1 ons 15 Menit Light roast 2. 0,75 60 1 ons 30 Menit Medium roast 3. 1,00 43 2 ons 37 Menit Medium dark roast 4. 1,20 43 1 ons 40 Menit Dark roast
Pada tabel 1 dapat dilihat cara kerja mesin roasting coffee  otomatis  di  atas  :  Nyalakan  sistem,  Sett  waktu pada sistem, kemudian buka menu mode, Pilih symbol S,M,H,R,Pilih  symbol  MENIT  (M),  kemudian  pilih mode  running  (R),  KLIK  tombol  running  ujung  kiri kanan,  contoh  kopi  yang  di  roasting.  Ada  beberapa macam jenis kopi yang telah di roasting yaitu:
Gambar 7. Light roast kopi tingkat kematangan 10 menit
Gambar 8 . Medium roastTingkat kematangan 15 menit
Gambar 9. Mediumdark roast Tingkat kematangan 25 menit
Gambar 10. Dark roast Tingkat kematangan 30 menit
Pengujian  Sensor  Suhu  pada  Posisi  yang Berbeda  Elemen  pemanas  atau  heater  berfungsi  untuk memanaskan wadah  (Tampubolon et al., 2020). Untuk mendapat  perbedaan  nilai  deteksi  suhu  menggunakan termokopel dan thermometer infrared. sensor termokopel  pada  posisi  kedua  menghasilkan  deteksi nilai  suhu  yang  jauh  lebih  baik  dan  lebih  stabil, sehingga  diputuskan  lokasi  pemasangan  sensor  untuk mendeteksi  suhu  pemanggangan  dibuat  di  sisi  wadah pemanggangan. (Arda, 2019)
Prototype  mesin  roasting  coffee  berbasis mikrokontroller  dapat  berkerja  berdasarkan  deteksi ketika  diberi  sumber  energi  dari  power  supply  sebesar 12 V, tegangan tersebut digunakan untuk menggerakkan  motor  DC,  sedangkan  untuk  supply tegangan pada Arduino tegangan diturunkan menjadi 5 Volt, hal tersebut disebabkan Arduino dapat beroperasi dengan tegangan 5 V dan range tegangan input sebesar 5  V  sampai  20  V,  akan  tetapi  disarankan  untuk tegangan input maksimum yaitu 12 V.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  kesimpulan  dari  alat  ini  adalah sebagai berikut:
Mesin penyangrai kopi berguna untuk meroasting kopi green  been,  mesin  akan  bekerja  berdasrkan  sistem yang  telah  ditentukan  oleh  si  pengguna.  Alat  ini  pada umumya masih jarang di gunakan oleh masyarakat dan tidak untuk memproduksi/siap saji. Harga alat ini lebih murah dibandingkan dengan harga yang ada dipasaran alat  ini  juga  dirancang  khusus  dengan  menggunakan arduino  uno  sebagai  sistem  support  alat  otomatis roasting  coffee  Hasil  uji  coba  alat  roasting  coffee menghasilkan 4 macam tingkat kematangan kopi Light Roast    10  Menit,Medium  Roast  15  Menit  Medium Dark  Roast  25  Menit,Dark  Roast  30  menit. Buzzer sebagai  notivikasi.  Keseluruhan  sistem  ini  saling terintegrasi  sehingga  salah  satu  terganggu/ error maka robot tidak akan berfungsi dengan baik

## DAFTAR PUSTAKA
Asmoro,  E.  I.,  &  Christian,  J.  P.  (2021).  Eddi  Indro Asmoro, 2 Christian J.P. 1, 30–40.
Fitri,  Z.  E.,  Syahbana,  B.  A.,  Madjid,  A.,  &
Mujibtamala,  A.  (2021).  Penerapan  Fitur Warna dan Tekstur untuk Identifikasi Kerusakan  Mutu  Biji  Kopi  Arabika  (  Coffea Arabica  )  di  Kabupaten  Bondowoso.  15(2),
123–128. Hardi Supratman. (2019). Sejarah Perkebunan Kopi di kecamatan Jangkat Kabupaten Merangin
(Kabupaten  Merangin).  Jurnal  Ilmiah  Historia Universitas Batanghari, 3(1), 84–86. Hardiyansyah, M. V. (2021). Rancang Bangun Sistem Kontrol  Suhu  Pada  Mesin  Oven  Kopi  Tray Rotary  Berbasis  Arduino.  Jurnal  Crankshaft, 4(1),
67–76.
https://doi.org/10.24176/crankshaft.v4i1.5915 Jaya,  R.,  Yusriana,  &  Ardiansyah,  R.  (2020).  Sistem Produksi  Dan  Pengolahan  Kopi  Berkelanjutan: State  Of  The  Art  Sustainable  Production  and Processing  System  of  Coffee:  State of  the  Art. Jurnal Agroteknologi, 13(02), 171–179.
Sudarmanto, I. (1970). Profil Klt Beberapa Jenis Kopi Di  Sumatera  Dan  Potensi  Antioksidannya. JFL : Jurnal Farmasi Lampung, June 2019, 15– 20. https://doi.org/10.37090/jfl.v8i1.82 Titan, M. (2021). Pembuatan Mesin Sangrai Biji Kopi Otomatis  Kapasitas  5  Kg  dengan  Tipe  Silinder
Horizontal. 2, 1–9.
http://repository.umsu.ac.id/handle/123456789/1 6223%0Ahttp://repository.umsu.ac.id/xml
Arda,  A.  L.  (2019).  Rancang  Bangun  Smart  Coffee Roasters  Berbasis  Mikrokontroller. Jurnal  It ,
10 (1),
73–82. https://doi.org/10.37639/jti.v10i1.76
Baco,  S.,  &  Haslindah,  A.  (2019). Mikrokontroler Berbasis  Arduino  Program  Studi  Teknik Informatika  ,  Universitas  Islam  Makassar  , Program  Studi  Teknik  Industri  ,  Universitas Islam Makassar , . 14 (April). Fikri,  M.  K.,  Prihandono,  T.,  &  Nuraini,  L.  (2021). Pengaruh  Suhu  Dan  Lama  Waktu  Penyangraian Terhadap  Massa  Jenis  Biji  Kopi  Robusta Menggunakan  Mesin  Roasting  Tipe  Hot  Air.
Jurnal Pembelajaran Fisika , 10 (1), 29. https://doi.org/10.19184/jpf.v10i1.18025 Rusnadi,  I.,  Aswan,  A.,  Zikri,  A.,  Lestari,  S.  P.,  & Novira,  A.  A.  (2018). Prototif  Alat  Penyangrai Kopi  Tipe  Rotari  Dilengkapi  Pre-Heater . 9 (01), 20–25. Sudarmanto, I. (1970). Profil Klt Beberapa Jenis Kopi Di Sumatera Dan Potensi Antioksidannya. JFL :
Jurnal  Farmasi  Lampung , June  2019 ,  15–20.
https://doi.org/10.37090/jfl.v8i1.82 Tampubolon,  F.,  Pratama,  Y.,  &  Dirgayussa,  I.  G.  E.
(2020).  Perancangan,  Implementasi  Monitoring dan  Kontrol  Alat  Pemanggang  Kopi. Elkha ,
12 (2),
69.
https://doi.org/10.26418/elkha.v12i2.41188