Vol. 2, No. 2, Bulan April Tahun 2021 P-ISSN  : 2721-4842 E-ISSN  : 2686-6102                                                       DOI: https://doi.org/10.37802/joti.v3i1.178

## Rancang Bangun Automatic Liquid Filling Machine Berbasis IoT (Internet of Things)
Ahmad Syarif Rahmatullah 1 , Harianto 2 , Ira Puspasari 3 1,2,3 Program Studi/Jurusan Teknik Komputer, Universitas Dinamika Jl.Raya Kedung Baruk 98 Surabaya, 60298. Email: 17410200013@dinamika.ac.id 1 , hari@dinamika.ac.id 2 , ira@dinamika.ac.id 3
Abstrak: Perkembangan otomasi industri saat ini sangat berdampak pada efisiensi waktu dan biaya produksi. Hal ini juga didukung oleh berkembangnya sistem Internet of Things (IoT) pada Revolusi Industri 4.0. Sistem pengisi cairan pada botol ini, menerapkan IoT untuk monitoring proses produksi jarak  jauh,  tidak  hanya  itu  kebutuhan  akan  keamanan  data  juga  bisa  terpenuhi.  Penelitian  ini mengaplikasikan  mikrokontroler  sebagai  sistem  utama  pada  mesin.  Sensor  dan  aktuator  untuk mengisi  cairan  kedalam  botol.  Pengujian  yang  dilakukan  berupa monitoring dan  keamanan  data dengan 100% tingkat keberhasilan pengisian cairan kedalam botol. Kecepatan melakukan pengisian kedua botol 100ml selama 6,8 detik. Rata-rata selisih dari kedua botol 1,3 ml. Rata-rata produksi per menit 10 botol. Waktu untuk sekali proses produksi selama 12 detik. Protokol MQTT  digunakan untuk  mengiriman  data  dengan  persentase  keberhasilan  100%.  Waktu  rata-rata  kecepatan pengiriman  data  2  detik.  Keamanan  data  dengan  menggunakan  aplikasi  MQTT  Panel  memiliki persentase  keberhasilan  sebesar  100%.  Pengisi  cairan  kedalam  botol  secara  otomatis  dapat melakukan monitoring dengan kecepatan pengiriman data lebih cepat dibanding dengan kecepatan sistem produksi.
Kata Kunci: Internet of Things , MQTT, Filling Machine , Otomasi Industri
Abstract:  Nowdays  the  development  of  industrial  automation  impacts  the  efficiency  of  time  and production costs. It is also supported by the development of the Internet of Things (IoT) system which refers to the industrial revolution 4.0. One of the applications on an industrial scale is the liquid filling system on the bottle. The implementations of IoT allow monitoring of production processes, and data security. Microcontrollers as the main system in this research, sensors and actuators used to filled the liquid. This results of monitoring and data security 100% success rate of filling liquids. The time of filling both bottles is 100ml for 6.8 seconds. The average difference between the two bottles is 1.3 ml, the average production per minute are 10 bottles and 12 seconds each process. The MQTT protocol is 100% successfully used for data delivery protocols. The average time of data delivery speed is 2 seconds, data security 100% successfully using the MQTT Panel application , and data delivery speed is 2 secon. Liquid fillers automation shows that the time of data delivery is faster than production system.
Keywords : Internet of Things , MQTT, Filling Machine , Automation Industries

## PENDAHULUAN
Saat  ini  otomasi  dengan  menggunakan bantuan  robot  adalah  sebuah  pendekatan  baru dalam  proses  bisnis.  Hal  ini  dikarenakan  user dapat  dengan  mudah  mengerjakan  hal  yang berbeda dalam satu waktu, sistem otomasi ini juga menekan  adanya  kesalahan  yang  dibuat  oleh pekerja [1]. Kunci utama sistem manufaktur saat ini  adalah  pengaruh  dari  teknologi  eksponensial (manufaktur  yang ditambah  dengan  autonomous robot, Internet of Things dan teknologi lain yang mengacu  pada  teknologi  Industry  4.0  sebagai pemercepat  atau  katalis  yang  memmungkinkan solusi  yang  lebih  fleksibel  dan  penghematan biaya pada proses industri [2].
Perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan teknologi dalam pengisian cairan ke dalam botol secara  otomatis  memerlukan  sistem  mekanik. Untuk  dapat  membuat  sistem  tersebut  menjadi efisien dan berimbas baik pada dunia perindustrian.  Dalam  dunia  industri,  pengisian cairan  dan  proses  penutupan  botol  menerapkan sistem  otomasi  yang  menyebabkan  proses produksi  menjadi  semakin  singkat  dan  lebih akurat  untuk  keuntungan  yang  lebih  tinggi  pada perusahaan  [3].  Sistem  filling  botol  dalam industri  kecil  kurang  efisien  dikarenakan  masih mnggunakan  sistem  secara  manual  [4].  Mesin otomatis  pengisian  air  merupakan  alat  untuk digunakan  sebagai  mengisi  produk  atau  bahan- bahan  untuk  ke  dalam  botol.  Bahan-bahan  yang umum  digunakan  berupa  cairan  seperti  :  air mineral,  susu,  saus,  madu,  sirup,  kecap dan  lain sebagainya.  Mesin  otomatis  pengisian  air memiliki  akurasi  dengan  tingkat  yang  presisi. Proses pengisian produk ke dalam botol menjadi efisien.  Umumnya  mesin  otomatis  pengisian  air terkoneksi  dengan  PLC  ( Programmable  Logic Controller ) [5] Beberapa penelitian sebelumnya MQTT pada  lingkungan  IoT  ( Internet  of  Things ) merupakan  solusi  dengan  sumber  daya  rendah. MQTT dapat digunakan untuk solusi dari sistem remote wireless. MQTT memiliki penundaan dari CoAP untuk packet loss yang rendah. Pesan pada MQTT berukuran kecil dan loss rate lebih kecil sama  dengan  25%,  untuk  memastikan  transmisi handal  CoAP  menghasilkan extra  traffic lebih kecil [6]. Untuk mempermudah dalam melakukan monitoring  produk  maka  dibuatlah  sistem  IoT ( Internet  Of  Things ),  dimana  menggunakan protokol  MQTT  ( Message  Queue  Telemetry Transport ).  Terdapat  protokol  yang  sebelumnua digunakan untuk telemetry yaitu protokol MQTT.
Dimana sistem pada protokol tersebut connection oriented  dan  terpusat.  Untuk  protokol  DSS merupakan  protokol  dengan  sifat  intelligent system dimana sistem tersebut connectionless dan tersebar.  Pada  Protokol  MQTT  terdapat  3  level QoS. Dimana terdapat level 0, 1, dan 2. [7]
IoT  ( Internet  of  Things )  sebagai monitoring dan  digunakan  sebagai  sarana  untuk kemanan  data  rancang  bangun  tersebut.  Dimana pada  penelitian  sebelumnya  tentang  rancang bangun  ini  belum  ditambahkan  sebuah  sistem keamanan.  Pada  rancang  bangun  sebelumnya hanya  melakukan  sebuat monitoring pada liquid filling machine . Oleh sebab itu peneliti membuat rancang bangun rancang bangun automatic liquid filling machine berbasis IoT ( Internet of Things ) yang  dapat  melakukan monitoring dan  juga menambahkan  fitur  keamanan  pada  rancang bangun  tersebut.  Makalah  ini  terbagi  dari  latar belakang  penelitian,  metode  penelitian  yang terdiri  dari  perancangan  hardware  dan  software, hasil dan pembahasan serta kesimpulan dan saran.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini merancang sebuah automatic  liquid  filling  machine yang menggunakan  digunakan input yang  terdapat sensor untuk mendeteksi botol dan toggle switch yang  digunakan  untuk input  mode  standby dan running serta input  mode  online dan offline . Aktuator berupa solenoid pushpull untuk stopper input dan stooper out , pompa air untuk pengisian cairan ke dalam botol, synchronous motor untuk motor  penggerak conveyor .  Mikrokontroler sebagai  pengendali  sistem  utama.  Serta  terdapat output  berupa  OLED  untuk  menampilkan  data dan  aplikasi  MQTT  Panel.  Model  perancangan dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Input  yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  Sensor  IR FC-51,  yang  berfungsi  untuk  mendeteksi  botol dan  menghitung  jumlah  botol. Toggle  Switch berfungsi  untuk  mengatasi error gagal booting pada saat pertama kali mikrokontroler dinyalakan.  Terdapat  kondisi  agar  relay  harus dalam  keadaan  mati  sebelum  dapat  menyalakan mikrokontroler.  Setelah  mikrokontroler  menyala maka toggle switch relay dapat dinyalakan untuk menghindari error gagal booting . Kemudian juga dapat  digunakan  untuk emergency apabila dibutuhkan. Toggle switch start digunakan untuk mengganti mode  stanby dan mode  run .  Dimana pada mode  stanby digunakan  untuk  kondisi dimana mesin bersiap untuk melakukan produksi
Ahmad Syarif Rahmatullah , dkk/ Journal of Technology Informatics (JoTI), Vol.2, No.2, April 2021, Hal 72-82
dan input password keamanan, mode  run digunakan  untuk  mesin  sedang  dalam  kondisi berjalan dan melakukan proses produksi. Toggle switch mode berfungsi sebagai switch untuk dapat memilih  mesin  dalam  keadaan  tersambung dengan  internet  atau  tidak.  Saat  kondisi mode online maka  mesin  dapat  terkoneksi  dengan internet  sedangkan  pada  kondisi mode  offline mesin tidak akan terkoneksi dengan internet. Mikrokontroler  yang  digunakan  pada  penelitian ini adalah Wemos D1 R2 yang dilengkapi dengan ESP8266  untuk  dapat  melakukan  komunikasi data  secara wireless .  Mikrokontroler  bertugas sebagai  sistem  yang  melakukan  otomatisasi dalam pengisian botol. Dimulai dari sensor yang mendeteksi  botol  pada conveyor dengan  jumlah yang  sesuai  dengan nozzle sebanyak  dua  buah. Kemudian stopper  in dan stopper  out menyala digunakan untuk menghentikan botol agar sesuai dengan  posisi nozzle .  Proses  pengisian  cairan menggunakan pompa air yang diatur menggunakan delay timer sesuai dengan volume botol  yang  akan  digunakan.  proses  berikutnya ketika pengisian selesai adalah stopper out akan mati. Setelah itu botol bisa kembali berjalan yang menandakan  proses  pengisian  pada  botol  telah selesai  dan  mengulangi  proses  dari  awal. Mikrokontroler juga digunakan untuk pengiriman data  berupa monitoring dan  kode password keamanan.  Data  yang  dikirim  kepada broker MQTT  oleh  mikrokontroler  antara  lain:  data jumlah  botol  yang  telah  diproduksi  akan diperoleh  dari  data  deteksi  pada  sensor,  data jumlah  pengisian  botol  per  menit,  data  durasi waktu  penggunaan  alat  dalam  satuan  menit  dan password untuk  dapat memonitoring rancang bangun tersebut.
Beberapa  aktuator  yang  digunakan untuk menjalankan proses pengisian botol secara otomatis  sebagai  berikut: Modul  relay sebagai switch pada  aktuator  yang  lain  melalui  kontak sinyal yang telah diberikan oleh mikrokontroler. Solenoid  pushpull digunakan  untuk stopper  in untuk  menghentikan  botol  yang  masuk, stopper o ut  untuk  menghentikan  botol  yang  keluar. Pompa  air  digunakan  untuk  proses  pengisian cairan pada botol. Motor synchronous digunakan untuk  menggerakkan  belt  pada conveyor agar botol bisa berjalan.
Gambar 1. Model Perancangan
Output  pada  rangkaian  ini  adalah pengisian  cairan  pada  botol  secara  otomatis, sistem  keamanan  dimana  hanya  pengguna tertentu yang mengetahui password bisa melakukan monitoring menggunakan  aplikasi MQTT  Panel,  dan  informasi  berupa monitoring keadaan sistem dan informasi tersebut dikirimkan melalui broker MQTT  untuk monitoring pada aplikasi  MQTT  Panel.  Saat mode  offline dapat dilakukan monitoring pada  OLED  berupa tampilan data pengamatan produksi, produksi per menit, waktu sistem menyala dan keadaan sistem dalam keadaan menyala atau mati.

## Perancangan Perangkat Keras
Perancangan Rangkaian Input
digunakan  untuk  mendeteksi  dan  menghitung jumlah  botol.  Terdapat toggle  switch yang diperlukan untuk fungsi m ode online atau mode offline dan  fungsi running atau stop rancang bangun  tersebut. Datasheet rangkaian  dapat dilihat  pada  Tabel  1.  Perancangan  aktuator terdapat pompa air yang digunakan untuk mengisi cairan  pada  botol.  Terdapat solenoid  push  pull untuk  fungsi stopper  input dan stopper  output. Synchronous motor digunakan untuk menggerakkan conveyor belt  agar  botol  dapat berjalan  sesuai  yang  diinginkan. Datasheet rangkaian aktuator dapat dilihat pada Tabel 2.
R angkaian  output  terdapat  OLED
sebagai antar muka untuk menampilkan data yang perlu  disampaikan  kepada  user. Datasheet rangkaian dapat dilihat pada Tabel 3.
Ahmad Syarif Rahmatullah , dkk/ Journal of Technology Informatics (JoTI), Vol.2, No.2, April 2021, Hal 72-82
Perancangan  sebuah conveyor yang  digunakan untuk laju botol dapat dilihat pada Gambar 7.
Tabel 1. Datasheet Rangkaian Input Sensor  SwitchRun  SwitchMode  Wemos OUT - - D5 - OUT - D6 - - OUT D7 VCC VCC VCC 5V GND GND GND GND
Tabel 2. Datasheet Rangkaian Aktuator Pompa Air Stop per in Stop perout Con veyor We mos Relay1 - - - D0 - Relay2 - - D3 - - Relay3 - D4 - - - Relay4 D8 VCC VCC VCC VCC 5V GND GND GND GND GND Tabel 3. Datasheet Rangkaian Output OLED I2C WEMOS SCL D1 SDA D2
VCC 5V GND
GND
Gambar 2. Rancang Bangun pada Conveyor
Gambar 2. Menunjukkan rancang bangun  conveyor  pada  penelitian  ini,  dimana botol  yang  berjalan  secara  otomatis  melewati conveyor  ini.  Perancangan toggle  switch, emergency  button ,  OLED,  dan holder  solenoid pushpull untuk  digunakan  sebagai stopper  input dan stopper  output. Holder  untuk nozzle yang digunakan untuk  pengisian  botol. Holder  sensor
untuk  pendeteksi  botol  dapat  ditunjukkan  pada Gambar 3.
Gambar 3.Desain Penempatan Modul Pada

## Rancang Bangun
Keterangan pada Gambar 3:
1. A= OLED I2C
2. B = Toggle switch 12V
3. C = Toggle switch start
4. D = Toggle switch mode
5. E = Tombol emergency
6. F = Nozzle
7. G = Sensor IR FC-51
8. H = Stopper in
9. I = Stopper out
10. J = Pompa air
Rancangan  panel  listrik  pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Desain Penempatan Panel Listrik pada Rancang Bangun
Keterangan pada Gambar 4:
1. A = Wemos D1 R2
2. B = Modul Relay
3. C = Power Supply

## Perancangan Perangkat Lunak
Gambar 5. Flowchat Program
Pada  Gambar  5  menjelaskan  bahwa sistem  dimulai  dari  pemilihan mode dimana sistem  tersebut  memiliki  dua  buah mode online dan offline . Mode  online dimulai  dari  pencarian koneksi  pada  perangkat  untuk  dapat  terhubung dengan  internet  dan  terhubung  dengan  MQTT. Saat  menghubungkan  sinyal  pada  wifi  program akan terus berulang sampai mendapatkan alamat wifi berlaku sama dengan mengkoneksikan pada broker MQTT. Pada mode offline maka program langsung menuju pada pemilihan mode start atau mode stanby .  Sedangkan mode stanby program menampilkan  informasi  pada  layar  OLED  dan mengirimkan  data  pada broker MQTT  dimana semua  data  dikirimkan  menjadi  0  (nol)  serta digunakan untuk  input password .  Setelah toggle switch  start dalam  keadaan  menyala,  kemudian
dilanjutkan  ke  dalam mode inisialisasi. Mode inisialisasi digunakan untuk mengatasi pengisian pertama kali dimana pada saat pertama kali selang air  dalam  kondisi  kosong  yang  menyebabkan volume dalam botol menjadi tidak terpenuhi.
Kondisi inisialisasi hanya terjadi selama satu kali dan kemudian kembali pada mode start . Sedangkan  pada mode start program memulai  dengan  menyalakan conveyor dan dilanjutkan stopper  input keadaan  non  aktif  dan stopper output dalam keadaan aktif. Dilanjutkan dengan  sensor  yang  mendeteksi  bahwa  terdapat dua botol. Setelah itu conveyor akan berhenti dan stopper input dan stopper output dalam keadaan non aktif.
Pompa air menyala untuk mengisi cairan ke  dalam  botol  selama  6,8  detik.  Proses selanjutnya conveyor menyala dan stopper output mati  dan  botol  selesai  diisi  cairan.  Botol  yang telah  terdeteksi  sensor  dicatat  pada  bagian produksi.  Selanjutnya  mencari  perhitungan produksi  per  menit  dimana  data  dalam  produksi dibagi dengan data menit waktu rancang bangun
Ahmad Syarif Rahmatullah , dkk/ Journal of Technology Informatics (JoTI), Vol.2, No.2, April 2021, Hal 72-82
di start . Data produksi, menit, produksi per menit, dan  kondisi  akan  ditampilkan  pada  OLED.  Saat mode  online dilanjutkan  dengan  pengecekan password yang digunakan untuk keamanan untuk mengirimkan data produksi, menit, produksi  per menit,  dan  kondisi  yang  akan  dikirimkan  ke broker MQTT. Sedangkan mode offline langsung menampilkan data pada OLED.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Input
Telah dilakukan pengujian pada sensor IR FC-51 dan toggle switch .  Tabel  4  menunjukkan  bahwa pengujian input sensor  dan switch dengan persentase  berhasil  100%.  Pengujian  dilakukan saat sensor mendeteksi sebuah objek maka output yang dikeluarkan 0 ( low ), dan apabila sensor tidak mendeteksi  sebuah  objek  maka output yang dikeluarkan  1  ( high ).  Saat  toggle switch dalam kondisi  on  maka output yang  dikeluarkan  1 ( high ), sedangkan ketika dalam kondisi off maka output yang dikeluarkan 0 ( low ).

## Pengujian Aktuator
Pengujian aktuator dapat berfungsi sesuai dengan program. Tabel 5 dan Tabel 6 merupakan hasil pengujian aktuator yang memiliki persentase  keberhasilan  100%.  Aktuator  yang diujikan berupa pompa air, stopperin , stopperout , dan conveyor .  Pengujian  pada  aktuator  berupa menyala dan mati sesuai dengan data yang telah ditampilkan pada serial monitor .
Tabel 4. Pengujian Input Sensor dan Switch
No Sen sor Swit ch Serial Moni tor Sensor Serial Moni tor Switch Ha sil 1 Non detect ON 1
1 1 2 Non detect ON 1
1 1 3 Non detect ON 1 1 1 4 Non detect ON 1
1 1 5 Non detect ON 1 1 1
Persentase Keberhasilan 100%
Tabel 5. Pengujian Aktuator No Pompa Air Stopper in Stopper out Con veyor 1 Nyala Nyala Nyala Nyala 2 Nyala Nyala Nyala Nyala 3 Nyala Nyala Nyala Nyala 4 Nyala Nyala Nyala Nyala 5 Mati Mati Mati Mati Tabel 6. Pengujian Aktuator pada Serial Monitor No Serial Moni tor Pom pa Air Serial Moni tor Stop per in Serial Moni tor Stop per out Serial Moni tor Con veyor Ha sil
1 Nyala  Nyala Nyala Nyala 1 2 Nyala  Nyala Nyala Nyala 1
3 Nyala  Nyala Nyala Nyala 1 4 Nyala  Nyala Nyala Nyala 1 5 Mati Mati Mati Mati 1 Persentase Keberhasilan 100%

## Pengujian Output
Gambar  6  menunjukkan  bahwa  OLED dalam  keadaan  menampilkan  informasi  kepada user.
Gambar 6. OLED Dalam Keadaan Menampilkan Informasi
Pengujian  OLED  I2C  berfungsi  sesuai dengan  program  dan  menampilkan  informasi kepada pengguna sesuai dengan program.

## Pengujian Aplikasi MQTT Panel
Gambar 7 merupakan konfigurasi aplikasi MQTT Panel untuk terhubung dengan broker .
Gambar 7. Konfigurasi Koneksi MQTT Panel Dengan Wemos D1 R2
Gambar 8 merupakan konfigurasi aplikasi MQTT  Panel  untuk  membuat  panel  yang  berisi informasi  data  pada  topik  yang  ditampilkan. Gambar  9  merupakan  tampilan  MQTT  yang digunakan.  Terdapat  tampilan  informasi  grafik produksi, data produksi, data menit, data produksi per menit, data kondisi mesin dan password yang digunakan  sebagai  keamanan  untuk  pengiriman data. Gambar 10 menunjukkan contoh data yang dikirimkan  oleh  wemos  kepada  aplikasi  MQTT panel.  Kemudian  data  tersebut  diterima  oleh MQTT  Panel  dan  ditampilkan  pada  aplikasi MQTT  Panel.  Telah  dilakukan  pengujian pengiriman data MQTT Panel dengan hasil data terkirim  dan  terdapat  waktu  kirim,  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 7.
Hasil pengujian waktu terima ditunjukkan pada Tabel 8 dengan hasil kecepatan kirim  satu  sampai  dengan  dua  sekon.  Terdapat hasil  pengujian  kecepatan  kirim  data  produksi yang ditunjukkan pada Tabel 9. Sedangkan Tabel 10  menunjukkan  penerimaan  data  per  menit dengan  kecepatan  maksimal  kirim  selama  dua sekon. Pengujian aplikasi MQTT Panel diperoleh kesimpulan  bahwa  wemos  D1  R2  dapat berkomunikasi  dengan  aplikasi  MQTT  Panel sesuai  dengan  program.  Pada  Tabel  7,  Tabel  8, Tabel  9  dan  Tabel  10  telah  dilakukan pengujian untuk kecepatan pengiriman data dari wemos ke broker MQTT.  Dari  pengujian  pada  Tabel  10 dapat diketahui bahwa rata-rata waktu kecepatan pengiriman data dengan 50 kali percobaan adalah
2 detik. Pengujian di atas menggunakan internet pribadi  dengan  kecepatan bandwidth sebesar 50Mbps.
Gambar 8. Konfigurasi Panel Dalam Aplikasi
Gambar 9. Tampilan Aplikasi MQTT Panel yang Telah Terkoneksi
Gambar 10. Tampilan Serial Monitor Uji Coba
Aplikasi MQTT Panel

## Tabel 7. Pengujian Pengiriman Data MQTT
Panel No Data Waktu Data Pro duksi Data Per menit Data Kirim Waktu Kirim 1 1 1 1 Kirim  12:10:00 2 2 2 2 Kirim  12:10:01 3 3 3 3 Kirim  12:10:02 4 4 4 4 Kirim  12:10:03 5 5 5 5 Kirim  12:10:04 Tabel 8. Pengujian Waktu Terima No Data Diterima Waktu Terima Data Wak tu Kecepatan Kirim (s) 1 Diterima    12:10:01 1 00:00:01 2 Diterima    12:10:02 2 00:00:01 3 Diterima    12:10:03 3 00:00:02 4 Diterima    12:10:05 4 00:00:02 5 Diterima    12:10:05 5 00:00:01 Tabel 9. Pengujian Terima Data Produksi No Data Diteri ma Waktu Terima Data Pro duk si Kece patan Kirim (s) 1 Diterima  12:10:01 1 00:00:01
2 Diterima  12:10:02 2
00:00:01
3 Diterima  12:10:05 3
00:00:02
4 Diterima  12:10:05 4
00:00:02
5 Diterima  12:10:05 5
00:00:01
Tabel 10. Pengujian Penerimaan Data Per menit
No Data Diteri ma Waktu Terima Data Per menit Kece patan Kirim (s) 1 Diterima  12:10:01 1 00:00:01 2 Diterima  12:10:02 2 00:00:01 3 Diterima  12:10:05 3 00:00:02 4 Diterima  12:10:05 4 00:00:02 . . . . 50 Diterima 12:10:50 50 00:00:01

## Pengujian Keseluruhan Sistem
Gambar 11 menunjukkan proses pengisian cairan  dalam  botol.  Dalam  proses  tersebut dimulai  dengan  stopper  in  dalam  keadaan  mati, stopper out dalam keadaan menyala dan conveyor menyala.  Kemudian  sensor  mendeteksi  bahwa ada  dua  buah  botol  yang  terdeteksi,  maka stopperin akan  menyala, conveyor mati  dan pompa  air  akan  menyala  selama  8  detik  waktu yang  dibutuhkan  untuk  mengisi  botol  sampai penuh. Setelah botol terisi maka pompa air  akan mati dan stopperin menyala, stopperout mati serta conveyor juga  akan  menyala,  dan  kembali  pada proses awal. Pada Gambar 12 merupakan contoh pengujian dimana pada mode stanby mengirimkan data 0 pada topik menit, produksi, dan produksi per menit. Serta akan mengirimkan data stanby pada  aplikasi  MQTT  Panel.  Pada mode stanby password bisa  diinputkan  baik  itu password benar  maupun password salah.  Saat password yang  diinputkan  oleh  MQTT  Panel dalam  keadaan  benar,  maka password akan terbuka  yang  digunakan  untuk  mengirim  data monitoring pada  saat  produksi.  Sebaliknya  jika password yang  diinputkan  oleh  MQTT  Panel dalam  keadaan  salah,  maka password akan terkunci  dimana  tidak  akan  mengirimkan  data pada saat produksi.
Gambar 2. Pengujian Pengisian Botol
Gambar 3. Penujian MQTT pada Saat Stanby
Gambar  13  menunjukkan password dalam keadaan  benar  dan  saat  produksi  berjalan  maka akan mengirimkan data monitoring berupa topik menit, produksi, produksi per menit, dan kondisi. Saat password dalam keadaan salah dan pada saat produksi berjalan maka tidak akan mengirimkan data monitoring .  Hal  ini  ditunjukkan  pada Gambar 14. Tabel 11 merupakan hasil pengujian durasi  waktu  pompa  air,  diperoleh  nilai  bahwa untuk dapat mengisi botol dengan volume 100 ml dibutuhkan waktu 6.8 detik. Tabel 12 merupakan hasil  pengujian  selisih  volume filling  nozzle diperoleh  nilai  rata-rata  selisih  volume  antara nozzle 1 (satu) dan nozzle 2 (dua) sebesar 1,3 ml dalam 30 kali percobaan.
Data  pada  Tabel  13  merupakan  hasil pengujian  Produksi  Mesin Filling Dari  100  kali percobaan  tersebut  menghasilkan  persentase keberhasilan sebesar 100% dan rata-rata produksi per menit berjumlah 10 botol. Data waktu di tabel tampak 0 menit, dikarenakan waktu awal berjalan produksi  dihitung  dari  menit  ke  0,  lalu berlangsung  hingga  9  menit  pada  percobaan  ke 100.
Gambar 13. Pengujian MQTT Password Benar
Gambar 14. Pengujian MQTT Password Salah
Tabel 11. Pengujian Durasi Waktu Pompa Air No Durasi (s) Volume (ml) 1 0,2 3 2 0,4 6 3 0,6 9 4 0,8 12 5 1 15 Tabel 12. Pengujian Volume Filling Nozzle No Volume Nozzle 1 (ml) Volume Nozzle 2 (ml) Selisih (ml) 1 100 98 2 2 99 99 0 3 100 98 2 4 100 98 2 5 99 99 0
Ahmad Syarif Rahmatullah , dkk/ Journal of Technology Informatics (JoTI), Vol.2, No.2, April 2021, Hal 72-82
Tabel 13. Pengujian Produksi Mesin Filling No Produksi  Menit Produksi/ Menit Ber hasil 1 1 0 0 1 2 2 0 0 1 3 3 0 0 1 4 4 0 0 1 . . . 100 100 9 11 1 Berikut ini Persamaan untuk
menghitung kecepatan produksi:
60𝑠 ( 𝑅𝑎𝑡𝑎−𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑃𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 𝑁𝑜𝑧𝑧𝑙𝑒 ) ⁄ (1)
Pengujian kecepatan produksi diperoleh dari  rumus  menghitung  kecepatan  produksi. Dimana  pada  pengujian  produksi  mesin filling diperoleh  nilai  rata-rata  produksi  per  menit sebesar 10 botol. Kemudian dikarenakan terdapat 2 nozzle maka produksi per menit sebesar 10 botol akan dibagi dengan 2 nozzle yang menghasilkan nilai  5  produksi  per  menit  jika  menggunakan  1 nozzle .  Kemudian  untuk  menghitung  kecepatan produksi  maka  dilakukan  pembagian  dimana  60 detik  dibagi  dengan  5  produksi  per  menit.  Dari perhitungan  tersebut  akan  diperoleh  nilai kecepatan produksi dari awal botol terdeteksi oleh sensor sampai selesai proses pengisian selama 12 detik. Tabel 14 menjelaskan pengujian keamanan dimana proses  tersebut  menghasilkan  persentase keberhasilan sebesar 100%. Pengujian komunikasi  sistem  menjelaskan  proses  seluruh pengujian  sistem  pada  pengiriman  berupa  data menit, produksi, produksi per menit, dan kondisi. Pada  penerimaan  berupa  data password .  Proses percobaan  tersebut  menghasilkan  persentase keberhasilan sebesar 100%.
Hasil  pengujian  seluruh  sistem  dapat diamati bahwa pengujian berjalan sesuai dengan program. Pada pengujian mesin filling dibutuhkan bantuan  operator  untuk  menjalankan  mesin tersebut  dan  juga  pengawasan  ketika  terjadi trouble pada  mesin.  Pada  pengujian  yang membutuhkan koneksi internet, pengujian tersebut dilakukan menggunakan koneksi internet pribadi  dengan  kecepatan bandwidth sebesar 50Mbps.
Tabel 14. Pengujian Komunikasi Keamanan No Data Masuk Kon disi Data MQTT Pa nel Data We mos Ber hasil 1 password  Terkunci  dikirim Diteri ma 1 2 Password 123 Terbuka dikirim Diteri ma 1 3 Password 123 Terbuka dikirim Diteri ma 1 4 Password 123 Terbuka dikirim Diteri ma 1 5 Password 12 Terkunci  dikirim Diteri ma 1

## KESIMPULAN
Beberapa  kesimpulan  yang  dihasilkan pada penelitian ini:
1. Pengisian cairan pada botol secara otomatis dapat  berjalan  dengan  selisih  Selisih pengisian kedua botol memiliki rata-rata 1,3 ml. Memiliki kecepatan pengisian dua buah botol 100 ml selama 6,8 detik. Keberhasilan sebesar  100%  dan  rata-rata  produksi  per menit  sebanyak  10  botol  serta  kecepatan sistem  pengisian  botol  selama  12  detik dalam 100 kali percobaan.
2. Rancang  bangun  dapat  terkoneksi  dengan internet  dengan broker MQTT  dalam pengiriman data dan penerimaan data yang digunakan  pada  jaringan  IoT  ( Internet  of Things )  dengan  persentase  keberhasilan sebesar  100%  dan  kecepatan  pengiriman data  rata-rata  selama  2 detik dalam  50  kali percobaan.
3. Rancangan  bangun  dapat  menggunakan protokol  MQTT  dan  dapat  melakukan proses monitoring dan  keamanan  data dengan  persentase  keberhasilan  sebesar 100%, monitoring bisa  dilakukan  secara real  time .  Selisih  dari  kecepatan  sistem produksi  selama  12  detik  dan  kecepatan pengiriman data selama 2 detik.

## SARAN
1. Menggunakan broker MQTT yang berbayar,  yang  berbayar  memiliki  tingkat keamanan lebih baik.
2. Mengganti  jenis  mikrokontrol  berupa  PLC untuk  mendapatkan  sistem  yang  stabil  dan tahan dalam kondisi ekstrim. Serta memiliki
banyak  I/O  untuk  menunjang  lebih  banyak perangkat yang digunakan agar sistem lebih termekanisme  dengan  sempurna  serta kecepatan produksi yang lebih tinggi.
3. Menggunakan  mekanisme  program  yang dapat  berjalan  secara multitask yang
digunakan  untuk  mengatasi stuck saat kehilangan koneksi  internet  ketika  berjalan pada mode online.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. Yatskiv, I. Voytyuk and e. al, "Improved Method  of  Software  Automation  Testing Based  on  the  Robotic  Process  Automation
Technology,"  in International  Conference on Advanced Computer Information Technologies  (ACIT) ,  Ceske  Budejovice, Czech Republic, 2019.
[2]  . V. M. P. F. D. E. D. F. R. Maicon Saturno, "Proposal  Of  An  Automation  Solutions Architecture  For  Industry  4.0,"  In 24th International  Conference  On  Production Research ,  Lancaster,  Pennsylvania  17602 U.S.A. , 2017.
[3]  S.  Rumalutur  And  S.  L.  Allo,  "Sistem Kontrol  Otomatis  Pengisian  Cairan  Dan Penutup  Botol  Menggunakan  Arduino  Uno Rev 1.3," Jurnal Electro Luceat, Pp. 23-34, 2019.
[4]  F.  G.  Airlangga,  A.  Triwiyatno  And Sumardi,  "Perancangan  Sistem  Automasi Pada Pengemasan Susu Dalam Botol Dengan Programmable Logic Controller (Plc) Omron  Cp1e  Terhadap  Purwarupa  Filling Bottle  And  Capping  Machine," Transient, Vol.6, No. 1, Pp. 103-109, 2017.
[5]  P.  C.  Hermawan,  D.  Notosudjono  And Waryani,  "Perancangan  Miniatur  Mesin Pengisian  Air  Otomatis  Menggunakan Arduino  Nano  Berbasis  Internet  Of  Things (Iot)," Program  Studi  Teknik  Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Pakuan, 2020.
[6]  G.  Y.  Saputra,  A.  D.  Afrizal,  F.  K.  R. Mahfud, F. A. Pribadi And F. J. Pamungkas,
"Penerapan  Protokol  Mqtt  Pada  Teknologi Wan (Studi Kasus Sistem Parkir Univeristas
Brawijaya)," Jurnal
Informatika
Mulawarman, 2017.
[7]  S.  O.  F.  Tarigan,  H.  I.  Sitepu  and  M. Hutagalung,  "Pengukuran  Kinerja  Sistem Publish/  Subscribe  Menggunakan  Protokol MQTT (Message Queuing Telemetry
Transport)," Jurnal Telematika, vol. 9 no. 1, pp. 25-30, 2014.