PERANCANGAN TEMPAT SAMPAH OTOMATISBERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO DAN GSM SIM 900

ASDI SUYONO DAN MUNNIK HARYANTIProgram Studi Teknik Elektro, Universitas Dirgantara Marsekal Suryadarma, Jakarta.asdigreengarden7@gmail.com, munnik.haryanti@gmail.com

ABSTRACT

Processing of garbage that is not well integrated, leading to a lack of interest in the communityfor disposing of waste in place. The impact caused could interfere with health and hygieneenvironment. The methods used in this research is the design tool, with stages of the needsanalysis, designing and field circuit, Making Tools, testing and analysis tools. The result of thedesign is a Microcontroller Based Automatic trash can which is composed by the ultrasonic sensor,PIR sensor (Infrared Pasive), ISD 1760 sound Player module, lcd screen and GSM sim 900. Thereare different concepts of automated trash on this one, other than can open automatically and issue aunique sound, the bin is equipped with a gsm sim 900 module that is used to send sms messages,this message is sent to a janitor when the capacity of the bin is full. Automatic trash can has twomain systems are the first arrival of the automatic detection, the sensor range up to 8 metres with amaximum angle of 90 degrees, with a detection range 0.5 seconds – 1.7 seconds. Both theDetection capacity of Automatic trash can, trash can full of garbage collection if the stated approach≤ 10 cm. sensor trash can is devoted to a dry solid waste. With a variety of features that exist on thisautomatic trash can, it is hoped to grow interest in the community to dispose of trash in its place andthe creation of a clean and healthy environment.

Keywords: GSM sim 900, microcontroller Arduino, Automatic trash can,Ultrasonic Sensor, PIR Sensors.

149

PENDAHULUAN

Di era teknologi modern seperti sekarang inibanyak inovasi baru yang ditemukan dari hasilpenelitian oleh pada ilmuan, yang tujuanya untukmembantu dan memudahkan manusia dalamaktifitasnya agar lebih efektif dan efisien. Apikasidari pemanfaatan teknologi modern cakupannyaluas, hampir seluruh sektor bidang seperti BidangKesehatan, Industri, Perkantoran, Rumah Tangga,Kebersihan Lingkungan dan PelayananMasyarakat.

Banyak masalah yang muncul berkaitandengan sampah yang mengganggu kesehatan dankebersihan lingkungan. Rendahnya kesadaranmasyarakat dalam membuang sampah yang benarada kaitannya dengan keadaan tempat sampah.Tempat sampah dalam keadaan bersih, unikdengan sentuhan teknologi modern akan membuatorang tertarik untuk membuang sampah denganbenar, sebaliknya tempat sampah dengan kondisiyang buruk menyebabkan orang malas membuangsampah.

Tempat sampah yang ada di tempat umumpada saat ini seperti bandara, sekolahan, taman -taman kota, pinggir jalan dan lo kasi wisata, belumsepenuhnya memanfaatkan sistem otomatisasi.Pada umumnya tempat sampah masih biasa saja,bentuk dan warna yang dijadikan daya tarik.Tempat sampah otomatis yang dibuat oleh DinasKebersihan memiliki fitur yang sederhana sepertimembuka secara otomatis atau mengeluarkansuara unik saja, maka perlu dikembangkan fitur-fitur yang dijadikan daya tarik orang dalammembuang sampah. Disisi lain dampak pengolahansampah yang tidak terintegrasi dengan baik,mengkibatkan banyak dijumpai tempat sampahtidak terurus. Kondisinya memprihatinkan, penuh,berjubel sehingga sangat menggangu kenyamananlingkungan, namun tidak segera dibersihkan olehpetugas. Hal inilah yang menjadikan orang enggandan kurang tertarik untuk membuang sampahdengan benar.

Untuk mengatasi permasalahn tersebutperlu inovasi baru dengan mengkolaborasikanteknologi otomatisasi dan teknologi informasi padabidang kebersihan lingkungan, yaitu merancangsebuah tempat sampah otomatis. Denganmerancang tempat sampah otomatis berbasismikrokontroler dilengkapi sensor dan modulelektronik lain sebagai fitur tambahan. Tempatsampah otomatis dengan keseluruhan sistem inputoutput terintegrasi oleh satu papan mikrokontrolerArduino.

Perancangan Tempat sampahotomatis dilengkapi Sensor PIR (Passive InfraRed), sistem sensor PIR (Passive Infra Red)ini berfungsi untuk mendeteksi kedatanganorang yang hendak membuang sampah,sensor akan mendeteksi orang yang berjalanmasuk pada jangkauan sensor. Sensormengirim sinyal ke mikrokontroler untuk diolahyang hasilnya tempat sampah membuka danmenutup secara otomatis.

Tempat sampah otomatis berbasismikrokontroler juga dilengkapi sensorUltrasonik dan Modul GSM. Sensor tersebutberfungsi sebagai pendeteksi kapasitastempat sampah. Sistem akan mendeteksisampah yang ada pada tempat sampah,apabila ketinggian sampah mendekati sensor.Sinyal yang menuju Mikrokontroler diprosesagar menginstrusikan Modul GSM, untukmengirim sms yang berupa pesan kapasitastempat sampah yang telah penuh. Pesan smsinformasi berfungsi agar petugas kebersihansegera membersihkan tempat sampah.

Dengan adanya tempat sampahotomatis berbasis mikrokontrolerdiharapkan mampu membangunketertarikan masyarakat dalam membuangsampah yang benar. Terciptanyalingkungan yang bersih dan sehat yangpada akhirnya akan ditumbuhkankesadaran masyarakat mengenaipentingnya membuang sampah padatempatnya.

150

METODEModul I ComSat Gsm (Global SyistemFor Mobile) SIM 900

Gambar 1. Modul IComSat GSMSIM 900.

Modul IComSat GSM (Global SyistemFor Mobile) SIM900 merupakan modul GSM(Global Syistem For Mobile) untuk Arduinoyang berperan untuk melakukan fungsipengiriman SMS (Short Massage Sending).Modul ini menggunakan protokol komunikasiUART (Universal Asynchronous ReceiverTransmitter) dalam berkomunikasi datadengan Arduino. Modul ini mempunyai 8 pinyang dapat digunakan untuk di gabungkandengan arduino (pin 0 sampai pin 7) akandipakai 2 pin sebagai pin RX dan TX yangakan digunakan pada komunikasi UART(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter) dengan Arduino.

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sebuahsistem komputer fungsional dalam sebuahchip, yang mempunyai masukan dan keluaranserta kendali dengan program yang bisa ditulisdan dihapus melalui software khusus melaluikomputer. Di dalamnya terkandung sebuah intiprosesor, memori sejumlah kecil RAM(Random Acess Memory), memori programdan perlengkapan input output.

Gambar 2. Mikrokontroler Arduino ATMega 328

151

Mikrokontroler Arduino adalah sebuahplatform dari physical computing yang bersifatopen source. Yang dimaksud platform dariphysical computing adalah sebuah sistematau perangkat fisik yang menggunakansoftware dan hardware yang memiliki sifatinteraktif yaitu dapat menerima rangsangandari lingkungan dan merespon balik.

Sensor ultra sonik

Sensor ultrasonik adalah sensor yangbekerja berdasarkan prinsip pantulangelombang suara dan digunakan untukmendeteksi keberadaan suatu objek tertentudi depannya, frekuensi kerjanya pada daerahdi atas gelombang suara dari 40 KHz hingga400 KHz.

Sinyal tersebut di bangkitkan olehrangkaian pemancar ultrasonik. Selanjutnyasinyal yang dipancarkan tersebut kemudianakan merambat sebagai sinyal / gelombangbunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akandipantulkan dan akan diterima kembali olehbagian penerima Ultrasonik. Sinyal tersebutakan diproses untuk menghitung jaraknya.Jarak dihitung berdasarkan rumus S=(340.t)/2.

S adalah jarak antara sensor ultrasonikdengan bidang pantul, kecepatan bunyi340m/s dan t adalah selisih waktu antarapemancaran gelombang ultrasonik sampaiditerima kembali oleh bagian penerimaultrasonik. Jenis objek yang dapat diinderadiantaranya Objek padat, Objek cair, Butiran,dan Tekstil

Gambar 3. Sensor Ultrasonik HY-SRF 05

Sensor PIR (Passive Infra Red)

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalahsensor yang digunakan untuk mendeteksiadanya pancaran sinar infra merah. SensorPIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidakmemancarkan sinar infra merah tetapi hanyamenerima radiasi sinar infra merah dari luar.Objek yang bisa dideteksi oleh sensor inibiasanya adalah tubuh manusia.

Gambar 4. Sensor Pir (Passive Infra Red)

152

Sensor PIR (Passive Infra Red) terdiridari beberapa bagian yaitu Lensa Fresnel,

Penyaring Infra Merah, Sensor Pyroelektrik,Penguat Amplifier, dan Komparator.

Gambar 5. Blok diagram sensor PIR

Pancaran sinar inframerah dari gerakanmanusia yang kemudian ditangkap olehPyroelectric sensor yang merupakaninti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkanPyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida,caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkanarus listrik.

Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuhmanusia saja Hal ini disebabkan karena adanya IRFilter yang menyaring panjang gelombang sinarinframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR inimampu menyaring panjang gelombang sinarinframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer,

sehingga panjang gelombang yang dihasilkandari tubuh manusia yang berkisar antara 9sampai 10 mikrometer ini saja yang dapatdideteksi oleh sensor. Untuk jarak jangkaudari sensor PIR sendiri bisa disetting sesuaikebutuhan adapun jarak jangkauan ±8 meter.

Metodologi PenelitianMetodelogi penelitian pada penelitian ini

dengan perancangan alat dan melakukananalisa hasil rancangan, dibawah ini diagramalir penelitian pada perancangan tempatsampah otomatis bebasis MikrokonrolerArduino dan gsm sim 900.

Gambar 6. Diagram Alir Penelitian153

Komponen yang digunakan pada pembuatantempat sampah otomatis. Microswitch, Motor mini Acsinkron, Relay srd 5vdc, Modul Perekam Suara ISD1760, Speaker, Adaptor 12 vdc., Sensor

Ultrasonik , Lcd (Liquid Cristal Display)”,Modul IIC, Sensor PIR (Passive Infra Red),Sensor shield, dan Tombol.

Modul Gsm Arduino SIM 900, MikrokontrolerArduino AT Mega 328.

Blok diagram komponen tempatsampahotomatis dan pendeteksi kapasitas.

Gambar 3.2 Blok Diagram Komponen Tempat Sampah Otomatis

Keterangan komponen

1. Microswitch berfungsi sebagai penghenti motor saat membuka dan apabila sudah menutup secara sempurna.2. Motor mini Ac sinkron befungsi sebagai penggerak bilah besi, yang akan menghasilkan gerakan buka tutup tempat

sampah.3. Relay srd 5vdc berfungsi sebagai saklar otomatis pada motor saat membuka dan menutup.4. Modul Perekam Suara ISD 1760 berfungsi sebagai perekam dan memainkan kembali suara rekaman yang dikontrol

oleh mikrokontroler.5. Speaker berfungsi sebagai output suara yang telah direkam dengan modul ISD 1760.6. Adaptor 12 vdc berfungsi sebagai power supply mengubah tegangan 220v menjadi 12 v.7. Sensor Ultrasonik sebagai pendeteksi kapasitas sampah. Sensor ini dipilih karena yang paling sensitif terhadap

berbagai macam benda dan sudah dikenali oleh IDE arduino.8. Lcd (Liquid Cristal Display) 16x2 berfungsi sebagai tampilan teks “selamat datang”, “terimkasih dan kapasitas tempat

sampah”.9. Modul IIC berfungsi untuk menghemat pin Arduino dari lcd.10. Sensor PIR (Passive Infra Red) berfungsi pendeteksi orang yang hendak membuang sampah ke tempat sampah.11. Sensor shield berfungsi untuk memudahkan dalam pemasangan komponen.12. Modul Gsm Arduino SIM 900 berfungsi sebagai pengirim pesan kepada handphone petugas kebersihan, apabila

tempat sampah sudah penuh.13. Mikrokontroler Arduino AT Mega 328 berfungsi sebagai pengontrol, pengolah data dari semua input dan output

seperti Sensor, LCD, SIM 900, ISD 1760.14. Tombol berfungsi digunakan untuk membuka tutup tempat sampah apabila kotak sampah sudah penuh .

154

HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan Perangkat Lunak

Gambar 8. Flowcart Sistem Tempat SampahOtomatis

Perancangan perangkat lunakyang dilakukan dengan menyusunsistem tempat sampah otomatis denganmemasukan program padamikrokontroler Arduino melaluikoomputer.

Perancangan Kotak Sampah

1) Memodifikasi tempat sampah yangmenggunakan sistem injak untukmembuka kemudian menambahkanmotor untuk mengangkatbagian tutup.Motor yang digunakan motor mini ACsinkron. Motor dipasang di dalam tempatsampah di bagian bawah, kemudiandisambung denganujung bilah besi yangdisesuaikan lekukannya. Ujung yanglainya disambung dengan bagian tutuptempat sampah. Pada tahap ini bisalangsung diuji coba denganmenghubungkan motor ke sumber listrik220v. Tempat sampah akan membukadan menutup melalui gerakan motor.

2) Menambahkan Sensor ultrasonik yangdipasang disisi bawah tutup tempatsampah. Lcd dan sensor PIR ( PassiveInfra Red) dipasang disisi depan tempatsampah.Perangkat mikrokontroler, gsmsim 900, modul Isd 1760 dan motordipasang di ruangan bagian bawahtempat sampah.

Rangkaian Mikrokontroler Arduino

Mikrokontroler Arduino berfungsiuntuk mengatur semua komponensistem pada tempat sampah otomatis.Tabel pin-pin mikrokontroler Arduinobeserta fungsinya:

155

Tabel 1. Fungsi Pin Mikrokontroler

NoPin

MikrokontrolerFungsi Keterangan

1 Pin 0 &1 digital Input Pemrograman2 Pin 2 digital Input Sensor pir

3 Pin 3 digital Input Tombol4 Pin 4 digital Input RX gsm sim 900

5 Pin 5 digital Output TX gsm sim 9006 Pin 6 digital Input Relay

7 Pin 7 digital Input Mikroswitch 18 Pin 8 digital Input On/Off gsm sim 900

9 Pin 9 digital Input Reset gsm sim 90010 Pin 10 digital Input Mikroswitch 2

11 Pin 11 digital Input Modul Isd 176012 Pin 12 digital Input Echo sensor ultrasonik

13 Pin 13 digital Input Triger sensor ultrasonik14 Pin analog A4 Output SDA modul LCD

15 Pin analog A5 Output SCL modul LCD

Gambar 9. Hasil Rancangan Tempat Sampah Otomatis

Hasil PengujianSensor pir yang dipasang pada tempat

ampah berfungsi sebagai pendeteksikedatangan orang, mampu menedeteksigerakan orang pada sudut 300 sejauh 8 meter.

pada sudut 600 sejauh 6 meter, pada sudut900 sejauh 5 meter. Sensor tidak bisamendeteksi diatas sudut 900. Jadi totaljangkauan sudut deteksi 1800 derajat.

Gambar 10. Jangkauan Sensor PIR Pendeteksi Kedatangan Orang

156

Tabel 2. Pengujian Sensor Pendeteksi Kedatangan Orang

Analisis: Sensor pendeteksikedatangan orang menggunakan sesnsor pir.Tegangan out saat mendeteksi 3,29 V,tegangan tidak saat mendeteksi 0V. SaatTempat Sampah Kondisi Tidak MendeteksiOrang LCD Menampilkan Tulisan “ SilahkanMembuang Sampah”, apabila motor ON maka

Lcd akan menampilkan “Selamat DatangTerimakasih”. Pada saat tempat sampah padaposisi membuka sempurna sampai menekanmikroswitch maka suara rekaman dari modulmodul ISD 1760 akan ON.

Tabel 3 Hasil Pengujian Sensor Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah

157

Analisis:

Pada hasil pengujian pertama yangdilakukan dari nomor 1 sampai 5menunjukan sensor pendeteksi mendeteksisampah dengan ditandai respon sms.Program pada mikrokontroler untukmendeteksi jarak sampah adalah jika adasampah pada jarak kurang dari 10 cm, makasms terkirim kemudian lcd menampilkantulisan dan sistem buka tutup otomatis tidakberfungsi walaupun Sensor pir tetapmendeteksi gerakan.

Hasil pengujian sensor ultrasonikterhalang pada jarak dibawah 10 cm makarespon pertama adalah pada LCDmenampilkan tulisan “Tempat Sampah Penuh”kemudian mengirimkan sms pemberitahuankapasitas beberapa detik kemudian. Padajarak diatas 10 cm respon yang terjadi adalahtidak ada sms ke handphone dan tampilan diLCD , sensor pir sebagai sistem pendeteksikedatangan orang tetap mendeteksi dan adarespon motor. Hal ini mengindikasikan bahwatempat sampah masih bisa menampungsampah.

.

Gambar 11 Jangkauan Sensor Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah

Tabel 4. Pengujian Jenis Sampah

No Jenis Benda/ Sampah Respon Sensor1 Kantong plastik bening Terdeteksi2 Kantong plastik putih Terdeteksi3 Kantong plastik hitam Terdeteksi4 Kantong plastik hitam Terdeteksi5 Sterofoam Terdeteksi6 Kertas hvs Terdeteksi7 Kertas buram Terdeteksi8 Botol air mineral Terdeteksi9 Kaca Terdeteksi

10 Kardus Terdeteksi

158

Analisis : Pengujian dilakukan adalahmeletakan jenis sampah dijarak kurang dari10 cm di depan sensor ultrasonik, apabilasampah terdeteksi maka akan menampilkanpesan pada lcd dan sms. Hasil pengujianmenunjukan bahwa sensor mampumendeteksi semua jenis sampah yang telahdikumpulkan.

Sensor ultrasonik ini sebenarnya bisamendeteksi cairan atau sampah basah,namun karena pertimbangan keamananrangkaian elektronik yang ada dibawah,sehingga beresiko terjadi konsleting aruslistrik. Jadi tempat sampah otomatis inidikhususkan untuk sampah padat dan kering

KESIMPULAN

Setelah melakukan pengujian danpengukuran serta analisis alat maka dapatdisimpulkan sebagai berikut:

a. Sistem Pendeteksi Kedatangan Orangdengan menggunakan sensor PIR(Passive Infra Red) mendeteksi gerakanmanusia pada Sudut 30/ derajat jarakjangkau 8 meter, Sudut 60 derajat jarakjangkau 6 meter, Sudut 90 derajat jarakjangkau 5 meter. Total jagkauan sensormencapai 180 derajat dengan sensitifitasberbeda-beda jarak terjauh 8 meter.Waktu yang dibutuhkan sensor untukmendeteksi berkisar 0.5 detik – 1,7 detik.Tegangan keluaran sensor Vout saatstandby 0,00 V, saat mendeteksi 3,29Volt. Respon jika sensor mendeteksimotor berputar untuk membuka tempatsampah, suara rekaman IC ISD 1760play on.

b. Sistem Pendeteksi Kapasitas TempatSampah menggunakan sensorultrasonik. Sistem ini bekerja denganmemancarkan gelombang ultrasonic

pada sampah yang berada padajangkauan jarak ≤ 10cm, apabila sampahmasuk pada daerah tersebut makatempat sampah dinyatakan sudah penuh,jika ≥ 10 cm maka tempat sampah bisadigunakan. hasil kerja sensor sesuaidengan yang diprogramkan padamikrokontroler.

c. Tempat sampah otomatis ini akanbekerja dengan baik untuk jenis sampahpadat kering.

DAFTAR PUSTAKA

Arius, Doni.2008. Komunikasi DataEd.1.Yogyakarta: Andi.

Banzi Massimo.2011.Getting Started WithArduino.Sebastopol:O’Reilly Media,Inc.

Evans,Brian.2011begining Arduinoprograming. Apress.

Kadir, Abdul .2012. Panduan PraktisMempelajari Aplikasi Mikrokontroler DanPemrograman Menggunakan ArduinoAbdul Kadir. Yogyakarta:ANDI.

Raharjo,Budi .2008.Pemrograman C DanImplementasinya Ed.2.Bandung :Informatika.

Romzi Imron, Rosidi.2009. Membuat SendiriSms Gateway Berbasis Protokol SMPP.Yogyakarta: Andi.

Suyatno,F. 2005. Dasar–dasar Teknik Listrik.Jakarta: PT Rineka Cipta.

Tim Pustaka ITB. 2011. JurusKilat JagoMembuat Robot. Bekasi: DuniaKomputer.

Winoto, Ardi., Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan Pemogramannyadengan Bahasa C pada WinAVR.Bandung: Informatika, 2008.

159