ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
089Ae093 http://dx.
org/10.
Rancang Bangun Sistem Kontrol Smart Grinder Kopi Berbasis Arduino Uno Gimel Hamonangan Sinaga1.
Peter R.
Angka1.
Albert Gunadhi1.
Rasional Sitepu2 1 Program Studi Teknik Elektro.
Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya 2 Program Studi Program Profesi Insinyur.
Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya AArasional@ukwms.
Smart grinder kopi adalah sistem yang dirancang untuk tujuan meningkatkan hasil penggilingan biji 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, penggilingan biji kopi, timbangan digital.
Diajukan: 17 Juni 2023 Direvisi: 22 Juli 2023 Diterima: 29 Juli 2023 Dipublikasikan online: 30 Juli 2023 Pendahuluan Kopi adalah minuman yang populer di seluruh dunia.
Kelezatan secangkir kopi dipengaruhi faktor jenis biji kopi dan pengolahan biji yang meliputi pemanggangan .
, penggilingan .
, dan pembuatan 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, 2.
Riset bidang teknologi penggilingan atau penghalusan biji kopi untuk mendapatkan cita rasa kopi yang lezat terus berkembang (Mita dkk.
, 2017.
Marpaung & Hutasoit, 2.
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, terutama 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, 2.
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.
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 Cara mensitasi artikel ini:
Sinaga.
Angka.
Gunadhi.
Sitepu.
Rancang Bangun Sistem Kontrol Smart Grinder Kopi Berbasis Arduino Uno.
Buletin Profesi Insinyur 6.
This is an open access article under the CC BY-NC-SA License BPI, 2023 | 89
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
089Ae093 http://dx.
org/10.
komponenkomponen, 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.
Load 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 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 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 Hubungan antar komponen dirancang seperti pada blok diagram pada Gambar 1.
tampilan seluruh alat.
Smart grinder yang dirancang mempunyai dimensi .
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 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 Sistem kontrolnya akan ditempatkan pada bagian dalam grinder.
Gambar 2a menunjukkan 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
BPI, 2023 | 90
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
089Ae093 http://dx.
org/10.
Gambar 3.
Diagram alir prangkat lunak sistem kontrol smart grinder.
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 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 BPI, 2023 | 91
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
089Ae093 http://dx.
org/10.
kecepatan alat manual.
Selain itu bubuk kopi hasi gilingan dengan smart grinder jauh lebih merata ukuran bubuknya dibandingan dengan gilingan manual.
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 Gambar 6.
Tampilan LCD saat pengilingan 10 gram Tampak depan Tampak samping kiri.
Gambar 4.
Tampilan fisik smart grinder berbasis Arduino uno.
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 Tabel 1.
Pengukuran durasi waktu penggilingan Massa Durasi Durasi Perbandingbiji penggilingan penggilingan an dengan penggilingan .
manual manual dan .
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 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 Waktu penggilingan .
Berat biji kopi .
Gambar 5.
Durasi penggilingan berdasarkan jumlah massa 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 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 BPI, 2023 | 92 Buletin Profesi Insinyur 6.
089Ae093 http://dx.
org/10.
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