http://dx.doi.org/10.20527bpi.v6i3.215
Cara mensitasi artikel ini: Sinaga,  G.H.,  Angka,  P.R.,  Gunadhi,  A.,  Sitepu,  R. (2023)  ,  Rancang  Bangun  Sistem  Kontrol Smart  Grinder Kopi Berbasis Arduino Uno. Buletin Profesi Insinyur 6(3) 089-093

## Rancang Bangun Sistem
Kontrol Smart Grinder Kopi Berbasis Arduino Uno
Smart grinder kopi  adalah  sistem  yang  dirancang untuk  tujuan  meningkatkan  hasil  penggilingan  biji kopi. Dalam artikel ini dipresentasikan hasil rancang bangun  sistem  kontrol smart grinder kopi  yang menggunakan Arduino Uno sebagai kontroler utama. Dengan  adanya  Arduino  Uno,  pengguna  diharapkan dapat  mengatur  tingkat  kehalusan  gilingan,  atau jumlah  kopi  yang  digiling  dengan  fitur  otomatisasi berdasarkan  pengukuran  massa  biji  kopi.    Sistem  ini dibangun dengan komponen pokok Arduino Uno, load cell , ADC  Module  HX711 ,  motor  servo, push  button , relay Optocoupler, dan LCD display . Smart ginder kopi berbasis  Arduino  Uno  berhasil  dibangun  dan  diuji. Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa smart grinder kopi  berbasis  Arduino  Uno  yang  dihasilkan  mampu menghasilkan  bubuk  kopi  ukuran  medium  sesuai timbangan  yang  diinginkan  pengguna,  dan  dalam waktu rata-rata 2,5 detik per gram.
Kata Kunci : smart grinder kopi, Arduino Uno, penggiling- an biji kopi, timbangan digital.
Diajukan: 17 Juni 2023 Direvisi: 22 Juli 2023 Diterima: 29 Juli 2023 Dipublikasikan online: 30 Juli 2023
Gimel Hamonangan Sinaga 1 , Peter R.
Angka 1 , Albert Gunadhi 1 , Rasional Sitepu 2
1 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya
2 Program Studi Program Profesi Insinyur, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya

## 
rasional@ukwms.ac.id

## Pendahuluan
Kopi  adalah  minuman  yang  populer  di  seluruh  dunia. Kelezatan  secangkir  kopi  dipengaruhi  faktor  jenis  biji kopi dan pengolahan biji yang meliputi pemanggangan (sangray ),  penggilingan (grinding), dan  pembuatan kopi.  Berdasarkan  tingkat  kehalusan  hasil  gilingan, dikenal beberapa jenis bubuk kopi mulai dari yang kasar sampai halus yaitu coarse, medium, fine, extra fine, dan turkish ( Afriliana, 2018). Riset bidang teknologi penggilingan atau penghalusan  biji kopi untuk mendapatkan cita rasa kopi yang  lezat  terus  berkembang  ( Mita  dkk.,  2017; Marpaung  &  Hutasoit,  2021). Kekurangan  dalam  alat karya  Mita  adalah  membutuhkan  waktu  yang  cukup lama  untuk  melakukan  proses  penyangraian  karena material  yang  terlalu  tebal  yaitu  setebal  2  mm  dam belum menggunakan Arduino Uno . Sedangkan kekurangan  alat  karya  Marpaung  adalah  belum menggunakan  alat  pengendali.  Karena  itu  perlu  riset selanjutnya untuk mengatasi kekurangan tersebut. Perkembangan  riset  bidang  teknologi  ditopang  oleh penemuan komponen elektronika, t erutama penemuan perangkat  mikrokontroller  Arduino  Uno  dan  jenis mikrokontroller lainnya. Ketersediaan perangkat tersebut  telah  memungkinkan  pengembangan  aneka sistem  penggiling  biji  kopi  yang  cerdas  yang  dikenal dengan smart grinder coffee (Joseph, 2022). Sistem ini umumnya  menggabungkan  kemampuan  penggilingan dengan  pengendalian  secara  otomatis. Konsep smart sendiri masih belum baku. Meski demikian banyak riset telah  mencantumkan konsep smart sehingga indikator smart satu riset dengan riset lainnya berbeda-beda. Di pasar telah banyak dijual alat penggiling kopi dengan berbagai jenis teknologi ,namun riset tentang smart grinder
kopi  masih  langka.    Kelangkaan  tersebut  nampak  dari ketersediaan  jumlah  artikel  tentang smart grinder kopi. Kelangkaan tersebut  mendorong  penulis  untuk  merancang bangun suatu sistem smart grinder kopi.
Riset  tentang  penggunaan  Arduino  Uno  sebagai pengontrol  telah  banyak  dilakukan  (Prasidya  dkk.,  2019; Samsugi  dkk.,  2020;  Siswanto,  dk.,  2020;  Gunawan  dkk., 2022).  Namun  demikian  perangkat  tersebut  belum digunakan  untuk  pengendali  penggilingan  kopi.  Karena  itu penggunaan  Arduino  Uno  sebagai  kendali  pada smart grinder perlu dikembangkan. Pengembangan tersebut akan bertujuan  untuk  mengetahui    efektifitas  Arduino  Uno sebagai alat pengendali.
Tujuan riset ini adalah untuk membangun smart grinder kopi  yang  dapat  menggiling  biji  kopi  secara  otomatis  dan mengintegrasikan  timbangan  digital  dengan smart grinder agar  dapat  menggiling  biji  kopi  sebanyak  8-20  gram  dan mengembangkan  kontroler  menggunakan  Arduino  untuk mengatur  penggilingan  biji  kopi  agar diperoleh  bubuk  kopi ukuran  medium.  Riset  tersebut  juga  bertujuan  untuk mengetahui  pengaruh  penggunaan  Arduino  Uno  pada kecepatan sistem  penggilingan  kopi. Tujuan lainnya  adalah untuk  mengetahui  hubungan  banyaknya  kopi  yang  digiling dengan waktu penggilingan.
Artikel  ini  bermaksud  menguraikan  hasil  riset  tentang sistem smart grinder kopi  berbasis  mikrokontroler  Arduino Uno yang telah dibuat. Uraian artikel meliputi metode riset, hasil riset, dan diskusi , serta kesimpulan.

## Metode
Untuk  mewujudkan  sistem  kontrol smart grinder kopi dilakukan  langkah-langkah  pengumpulan  komponen, perancangan sistem smart grinder , pembuatan prototipe smart  grinder kopi  berdasarkan  sistem  yang
http://dx.doi.org/10.20527bpi.v6i3.215
telah dirancang, pengintegrasian komponen- komponen, pembuatan perangkat lunak untuk menjalankan  komponen-komponen,  dan  menguji sistem smart grinder kopi  yang  telah  dikembangkan untuk  mendapatkan  kinerjanya  serta  melakukan evaluasi terhadap keakuratan penggilingan biji kopi dan kemampuan timbangan digital dalam mengukur jumlah biji kopi yang digiling.
Komponen  yang  digunakan  pada  sistem smart grinder ini meliputi Arduino Uno, L oad cell , ADC Module HX711 , motor servo, DC step-down , relay Optocoupler, dan LCD display . Arduino Uno yang digunakan adalah IC mikrokontroler  ATmega  328P.  Devais  ini  berfungsi mengolah  input  menjadi  output  sistem  sesuai  yang diharapkan.  Load  cell  berfungsi  sebagai  sensor  massa untuk menimbang kopi yang akan digiling. ADC Module HX711 berfungsi sebagai pengkondisi sinyal output dari Load Cell supaya dapat dibacar oleh Adruino Uno. Hasil pembacaan  Adruino  Uno  kemudian  ditampilkan  pada LCD display. Push Button berfungsi sebagai input untuk memilih massa kopi yang akan digiling. Motor servo ada dua.  Motor  servo  pertama  berfungsi  untuk  membuka atau  menutup  tempat  penggilingan  kopi,  dan  motor servo  kedua  berfungsi  menggerakkan  relay  sesuai output  Load  Cell,  Relay  berguna  untuk  menjalankan motor grinder ,  sedangkan  motor grinder berfungsi untuk  menggerakkan brurr  grinder untuk  menggiling kopi.
Hubungan antar  komponen dirancang seperti pada blok diagram pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok diagram sistem control smart grinder .
Listrik  yang  manjadi  sumber  energi  alat  ini  berasal dari  listrik  PLN  220V  yang  kemudian  dihubungkan dengan  rangkaian  power  supply  untuk  menghasilkan keluaran tegangan 5-12 VDC untuk mensuplai tegangan ke  mikrokontroler,  motor  servo,  sensor  load  cell  dan rangkaian  relay.  Selain  itu,  Listrik  PLN  220  VAC digunakan  juga  untuk  mensuplai  motor  AC  yang berfungsi  sebagai  pemutar burr grinder .  Sensor  yang digunakan adalah sensor load cell . Gambar  2  menunjukkan grinder kopi  yang  akan direalisasikan.  Sistem  kontrolnya  akan  ditempatkan pada  bagian  dalam grinder .  Gambar  2a  menunjukkan
tampilan  seluruh  alat. Smart grinder yang  dirancang mempunyai  dimensi  (16x23x40)cm.  Gambar  2b menunjukkan  tombol-tombol  operasional grinder ,  dan Gambar  2c  menunjukkan  tampak  samping grinder beserta tombol operasional lainnya.
Gambar 2a.
Gambar 2b.
Gambar 2c
Gambar 2. Rancangan smart grinder
Penjelasan: Tombol +1 gram
Tombol start Tombol -1 gram Tombol preset 8 gram Tombol preset 10 gram
Tombol preset 16 gram
Tombol preset 20 gram LCD untuk display Wadah biji kopi Saluran bubuk kopi Wadah bubuk kopi.
Gambar  3  menunjukkan  diagram  alir  prangkat  lunak untuk  menjalankan  sistem  kontrol smart grinder . Berdasarkan  diagram  alir  pada  Gambar  3,  pengguna dapat  memilih  salah  satu  dari    empat  jenis  ukuran massa  kopi  yang dapat  digiling yaitu  8 gram, 10  gram, 16 gram atau 20 gram. Jika ingin 8 gram maka pengguna menekan  tombol  8  gram,  lalu  tekan  tombol start . Sistem  akan  memasukkan  kopi  sebanyak  8  gram  ke timbangan load cell. Setelah itu jika jumlah kopi sudah sesuai kemudian biji kopi akan dikirim ke brurr grinder untuk  digiling.  Jika  gilingan  sudah  selesai  bubuk  kopi
http://dx.doi.org/10.20527bpi.v6i3.215
akan dituangkan secara otomatis ke wadah bubuk kopi, dan sistem akan kembali ke posisi awal dan menunggu perintah  selanjutnya.  Demikian  sistem  bekerja  secara berulang-ulang.

## Hasil dan Pembahasan
Berpedaman  pada  metode  rancangan  maka smart grinder berbasis  Arduino  uno  berhasil  direalisasikan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar  4. Selanjutnya diadakan  pengukuran  dan  pengujian  kinerja  sistem tersebut.
Untuk  menguji  kinerja  sistem  maka  dilakukan pengukuran  terhadap  durasi  waktu  penggilingan,  dan
massa kopi sebelum dan sesudah digiling. Sebagai alat ukur pembanding digunakan timer dari handpone untuk mengukur  durasi  penggilingan,  dan  timbangan  digital untuk pembanding hasil penggukuran load cell.
Pengukuran  waktu  penggilingan  dilakukan  untuk mengetahui berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk satu kali proses penimbangan dan penggilingan.
Tabel  1  menunjukkan  perbedaan  durasi  waktu penggilingan  biji  kopi  menjadi  bubuk  kopi  ukuran medium  secara  manual  dan  dengan smart grinder . Berdasarkan  Tabel  1  nampak  bahwa  penggilingan dengan smart grinder jauh lebih cepat daripada dengan alat  manual  atau  rata-rata  9  kali  lebih  cepat  dari
Gambar 3 . Diagram  alir prangkat lunak sistem kontrol smart grinder.
http://dx.doi.org/10.20527bpi.v6i3.215
kecepatan  alat  manual.  Selain  itu  bubuk  kopi  hasi gilingan dengan smart grinder jauh lebih merata ukuran bubuknya dibandingan dengan gilingan manual.
a.Tampak depan
b. Tampak samping kiri.
Gambar 4 . Tampilan fisik s mart grinder berbasis Arduino uno.
Tabel 1. Pengukuran durasi waktu penggilingan Massa biji kopi (gram) Durasi penggilingan dengan manual (detik) Durasi penggiling- an  dengan smart grinder (detik) Perbanding- an durasi penggilingan manual  dan smart grinder 0 0 0 0 8 206,4 24 8 10 244,8 30 8 16 388,2 36 10,7 20 453,6 45 10,0
Gambar  5  menunjukkan  pengaruh  jumlah  massa  kopi terhadap  waktu  penggilingan  menggunakan smart grinder . Dari Gambar 5 nampak bahwa kenaikan durasi penggilingan sebanding  dengan  perubahan  jumlah  massa  kopi.  Dengan kata  lain  semakin  banyak  kopi  yang  digiling  semakin  lama waktu  penggilingan.  Berdasarkan  perhitungan  diperoleh bahwa waktu  rata-rata  penggilingan sebersar  2,5  detik  per gram.
Gambar 5. Durasi penggilingan berdasarkan jumlah massa kopi.
Selanjutnya  diadakan  pengukuran  massa  kopi sebelum  dan  sesudah  digiling  menjadi  bubuk  kopi. Tujuan pengukuran ini untuk mengetahui ada tidaknya kopi yang hilang sewaktu digiling. Contoh tampilan LCD saat penimbangan dilakukan ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Tampilan LCD saat pengilingan 10 gram
Gambar 7 menunjukkan jumlah massa kopi sebelum dan  sesudah  digiling.  Dari  gambar  tersebut  nampak bahwa jumlah kopi sebelum dan sesudah digiling tetap. Dengan  kata  lain  tidak  ada  rugi-rugi  kopi  akibat penggilingan.
Gambar 7. Massa kopi sebelum dan sesudah digiling.
Dari Gambar 7 terlihat bahwa  penggilingan dengan alat ini  lebih baik dari penggilingan dengan alat manual sebab kopi yang hilang akibat penggilingan hampir tidak ada.

## Kesimpulan
Dalam  artikel  ini  telah  diuraikan  hasil  rancang  bangun sistem  kontrol smart grinder berbasis  Arduino  uno. Selain  Arduino Uno, sistem ini menggunakan load cell , ADC  Module  HX711 ,  motor  servo, push  button ,  relay Optocoupler,  dan LCD  display sebagai  komponen. Sistem ini mampu menggiling kopi menjadi bubuk kopi ukuran  medium.  Berbeda  dengan  Kova  digital grinder coffee, sistem ini menyediakan  empat jenis massa kopi yang dapat dipilih oleh pengguna yaitu 8,10, 16 dan 20 gram.
Kecepatan rata-rata penggilingan sebanyak 2,5 detik per  gram.  Alat  penggiling  kopi  yang  dihasilkan  lebih cepat  sembilan  kali  dari  alat  manual.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  perangkat  Arduino  Uno  efektif digunakan  sebagai  pengendali  penggilingan  kopi.  Kopi yang  terbuang    akibat  penggilingan  ada.  Hal  ini menunjukkan alat ini sangat efisien.
Seperti halnya alat lainnya pada alat ini juga berlaku bahwa  semakin  banyak  kopi  yang  digiling  semakin banyak waktu yang dibutuhkan. Alat ini dirancang untuk
0 24 30 36 45 0 10 20 30 40 50 0 5 10 15 20 25 W a kt u p e n g g il in g a n ( d e ti k) Berat biji kopi (gram)
http://dx.doi.org/10.20527bpi.v6i3.215
digunakan  pada  pembuatan  kopi  dalam  jumlah  kecil. Oleh karena itu masih terbuka peluang penelitian untuk pengembangan  menjadi  alat  yang  mampu  melakukan penggilingan skala besar.

## Ucapan Terimakasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Program Studi,  dosen,  dan  mahasiswa  Teknik  Elektro  UKWMS atas kontribusinya pada penelitian ini.

## Referensi
Afriliana, A. (2018). Teknologi Pengolahan Kopi Terkini , Bab 7, hal 80. Deepublish.
Mita, A. A., Imron, A., & Sarena, S. T. (2017). Rancang Bangun Alat Penyangrai (Roaster) Kopi dan Penggiling (Grinder) Kopi  Otomatis  Berbasis  Mikrokontroler.  In Proceedings
Conference on  Design Manufacture Engineering and its Application (Vol. 1, No. 1, pp. 155-160).
Marpaung, E., & Hutasoit, R. (2021). Rancang Bangun Mesin Penggiling  Kopi  dari  Biji  Kopi  menjadi  Bubuk  Kopi
Dengan  Kapasitas  50  Kg/Jam. Jurnal  Teknologi  Mesin UDA , 2 (1), 115-119.
Joseph  (2022),  The  Breville Smart Grinder,  Clarion    Café, Https://www.Clarioncafe.com/Breville- Smart -Grinder- Pro-Review/.
Prasidya,  G.,  Sitepu,  R.,  &  Andyardja,  W.  (2019).  Mesin Peniris  Kripik  Berbasis  Motor  Listrik  Tiga  Fasa  dan Mikrokontroler  Adrino  Uno. Jurnal  Ampere , 4 (2),  288- 296.
Gunawan,  M.,  Sitepu,  R.,  &  Gunadhi,  A.  (2022)  Sistem Pemadam  Kebakaran  Otomatis  Berkonsep Smart house Berbasis Arduino. Jurnal Widya Teknik, Vol 21 (1), 1-6.
Siswanto,  A.,  Sitepu,  R.,  Lestariningsih,  D.,  Agustine,  L.,
Gunadhi,  A.,  &  Andyardja,  W.  (2020).  Meja  tulis adjustable  dengan  konsep smart furniture. Widya Teknik , 19 (2), 97-108. Samsugi, S., Mardiyansyah, Z., & Nurkholis, A. (2020). Sistem Pengontrol Irigasi Otomatis Menggunakan Mikrokontroler  Arduino  UNO. Jurnal  Teknologi  Dan Sistem Tertanam , 1 (1), 17-22.