Terbit online pada laman web jurnal: http://journal.
id/index.
php/JASENS JOURNAL OF APPLIED SMART ELECTRICAL
NETWORK AND SYSTEMS (JASENS)
Vol.
6 No.
ISSN Media Elektronik: 2723-5467 KOPISA: Rancang Bangun Sistem Otomatis Pengemasan Plastik untuk Biji Kopi dengan Fitur Pemantauan Suhu dan Berat Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Jurusan Rekayasa Elektro dan Mekatronika.
Politeknik Negeri Cilacap hendipurnata@pnc.
Abstract Industry in general is an activity to produce products.
In industrial activities there are several processes such as collecting raw materials, production, quality control, packaging, and marketing.
One of the problems that often occurs is at the packaging stage.
If the packaging process is not efficient, it will hamper production results because it takes a lot of time and Therefore, this final project aims to design and create a plastic packaging tool that can convert sheet plastic into This tool is equipped with a temperature monitoring feature on the heater and packaging weight monitoring to improve the quality of packaging results.
This system uses an Arduino Mega2560 microcontroller as a control center, a servo motor for the reservoir valve, a load cell sensor for weighing, a DC motor as a sealer driver, and an LCD to display data.
This tool converts sheet plastic into packaging that is glued using a heater.
Other supporting components include a relay and a DS18B20 temperature sensor.
Test results show that this tool can work optimally at a temperature of 60-65 A C with a pressing delay of 2500 ms.
The packaging showed good weight accuracy with an average error percentage of 8.
75% for 100grams and 5.
05% for 200grams.
The average weight difference between the load cell and the conventional scale was 1.
grams, and the temperature sensor showed an average difference of 0.
878AC with an error of 1.
Keywords: packaging machine.
Arduino Mega2560, load cell sensor.
DS18B20 temperature sensor.
LCD.
Abstrak Industri pada umumnya adalah aktivitas untuk menghasilkan produk.
Dalam kegiatan industri terdapat beberapa proses seperti pengumpulan bahan baku, produksi, quality control, pengemasan, dan pemasaran.
Salah satu masalah yang sering terjadi adalah pada tahap pengemasan.
Jika proses pengemasan tidak efisien, hal ini akan menghambat hasil produksi karena membutuhkan banyak waktu dan tenaga.
Oleh karena itu, tugas akhir ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat pengemas plastik yang dapat mengubah plastik lembaran menjadi kemasan.
Alat ini dilengkapi dengan fitur pemantauan suhu pada pemanas dan pemantauan berat kemasan untuk meningkatkan kualitas hasil kemasan.
Sistem ini menggunakan mikrokontroler Arduino Mega2560 sebagai pusat kendali, motor servo untuk katup bak penampungan, sensor load cell untuk penimbangan, motor DC sebagai penggerak sealer, dan LCD untuk menampilkan data.
Alat ini mengubah plastik lembaran menjadi kemasan yang direkatkan menggunakan pemanas.
Komponen pendukung lainnya meliputi relay dan sensor suhu DS18B20.
Hasil pengujian menunjukkan alat ini dapat bekerja optimal pada suhu 60-65AC dengan delay pengepresan 2500 Pengemasan menunjukkan akurasi berat yang baik dengan persentase error rata-rata 8,75% untuk 100gram dan 5,05% untuk 200gram.
Selisih berat rata-rata antara load cell dan timbangan konvensional adalah 1,29 gram, dan sensor suhu menunjukkan selisih rata-rata 0,878AC dengan error 1,818%.
Kata kunci: Alat pengemas.
Arduino Mega2560.
Load Cell.
Sensor suhu DS18B20.
LCD Diterima Redaksi : 18-05-2025 | Selesai Revisi : 28-06-2025 | Diterbitkan Online : 30-06-2025 Pendahuluan suhu dan berat secara otomatis berpotensi menurunkan mutu produk akibat penyegelan yang tidak optimal atau Proses pengemasan merupakan salah satu tahapan takaran yang tidak konsisten.
, .
penting dalam industri kopi yang memiliki pengaruh langsung terhadap kualitas produk dan efisiensi Seiring berkembangnya kebutuhan industri terhadap produksi .
Di lapangan, pengemasan biji kopi secara efisiensi, akurasi, dan standarisasi produk, berbagai manual masih banyak digunakan, terutama pada skala inovasi teknologi mulai diterapkan untuk mendukung usaha kecil dan menengah.
Proses ini memakan waktu, proses produksi .
Salah satu pendekatan yang efektif bergantung pada ketelitian operator, serta berisiko adalah dengan mengadopsi sistem otomatisasi berbasis menghasilkan ketidaksesuaian berat dan kualitas segel mikrokontroler, yang memungkinkan pengendalian Selain itu, tidak adanya sistem pemantauan berbagai parameter secara presisi .
Penggunaan Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
6 No.
57 Ae 62 sensor suhu dan sensor berat .
oad cel.
menjadi solusi mekanisme pengisian produk yang dapat menimbulkan untuk memastikan bahwa kemasan tidak hanya tertutup deviasi pembacaan.
rapat, tetapi juga memiliki bobot isi yang sesuai.
Dalam Oleh karena itu, dalam merancang sistem pengemasan konteks ini.
Arduino Mega2560 menjadi platform yang biji kopi KOPISA yang mengintegrasikan pemantauan handal dan fleksibel untuk mengintegrasikan berbagai suhu dan berat, pendekatan desain yang menyeluruh komponen tersebut.
, .
, .
dan berkelanjutan sangat dibutuhkan, menggabungkan Melihat permasalahan dan kebutuhan di atas, fungsi teknis, efisiensi operasional, serta tanggung dibutuhkan sebuah sistem otomatis pengemasan plastik jawab lingkungan.
yang mampu menangani proses penyegelan dan Metode Penelitian penimbangan biji kopi secara terpadu.
Sistem ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi produksi, 2.
1 Diagram Blok KOPISA meminimalkan kesalahan manusia .
, .
, .
Oleh Untuk mencapai tujuan dari penelitian ini, diagram karena itu, penelitian ini berfokus pada perancangan blok hal yang penting karena secara keseluruhana dapat dan pembuatan alat otomatis pengemas plastik untuk memahami prinsip kerja sistem dari rangkaian sensor biji kopi, yang dilengkapi dengan fitur pemantauan maupun rangkaian aktuator.
Selain itu, diagram blok suhu dan berat berbasis Arduino.
Alat ini diharapkan mempermudah proses perancangan alat sehingga sistem menjadi solusi inovatif dan aplikatif bagi pelaku yang dihasilkan sesuai dengan rancangan awal.
industri kopi, khususnya UMKM, dalam menghadapi tantangan produksi yang semakin kompleks.
Dalam merancang sistem pengemasan plastik otomatis untuk biji kopi, terdapat sejumlah aspek teknis dan fungsional yang perlu diperhatikan secara mendalam.
Salah satu faktor kunci adalah kondisi penyimpanan, di mana suhu memainkan peran penting dalam menjaga kualitas biji kopi .
Penelitian menunjukkan bahwa suhu yang terlalu tinggi mempercepat degradasi mutu kopi, sementara suhu penyimpanan yang stabil dan rendah secara signifikan memperlambat proses penuaan biji kopi .
Oleh karena itu, pemantauan suhu Gambar 1.
Diagram Blok KOPISA menjadi fitur penting yang tidak hanya relevan pada tahap penyimpanan, tetapi juga dalam proses Gambar 1 menunjukkan blok diagram sistem penyegelan kemasan itu sendiri untuk memastikan hasil pengendalian alat pengemas dengan Arduino Mega 2560, yang menghubungkan komponen input, proses, rekat optimal tanpa merusak material kemasan.
dan output.
Pada bagian input, terdapat sensor suhu Dari sisi kemasan, penggunaan material penghalang untuk mengukur suhu pemanas, load cell untuk tinggi, seperti plastik kedap udara atau kemasan menimbang isi kemasan, limit switch sebagai pemicu berbasis teknologi GrainPro, terbukti mampu proses, tombol ON/OFF untuk memulai atau mempertahankan kualitas sensorik dan kimiawi biji mematikan alat, dan tombol Set Gram untuk mengatur kopi dalam jangka waktu yang panjang .
Hal ini target berat pengemasan.
Proses dikendalikan oleh sangat berkaitan dengan permeabilitas oksigen, di mana Arduino Mega 2560, yang menerima data dari sensor, semakin rendah tingkat permeasi gas, semakin lama memprosesnya, dan mengirim instruksi ke aktuator.
kualitas produk dapat dipertahankan.
Oleh karena itu.
Outputnya meliputi servo untuk mekanisme buka-tutup evaluasi terhadap karakteristik bahan kemasanAibaik corong.
LCD untuk menampilkan informasi.
L298N dari segi struktur fisik maupun sifat barrier-nyaAi sebagai driver motor DC, relay untuk mengontrolaliran menjadi bagian integral dari perancangan sistem .
listrik ke pemanas, dan motor DC 12V untuk Pemilihan bahan kemasan, baik yang bersifat sintetis menggerakkan komponen alat.
Secara keseluruhan, maupun biopolimer, harus mempertimbangkan umur sensor suhu dan load cell mengirim data ke Arduino simpan produk, kompatibilitas dengan fitur pemanas.
Mega 2560, yang kemudian memproses data tersebut serta kemungkinan daur ulang demi mendukung prinsip dan memberikan instruksi kepada komponen output keberlanjutan .
untuk menjalankan fungsi yang diperlukan, termasuk Di sisi lain, fitur pemantauan berat memberikan mengatur suhu dan menggerakkan mekanisme alat tantangan tersendiri dalam integrasi sistem otomatisasi.
sesuai instruksi, sehingga alat pengemas berfungsi Akurasi penimbangan harus tetap terjaga meskipun efisien sesuai desain.
material kemasan bersifat ringan dan fleksibel, yang 2.
2 Diagram Waktu berisiko mempengaruhi presisi pembacaan sensor load Tantangan ini diperparah apabila desain sistem Pada bagian ini untuk menunjukkan waktu dan tidak memperhitungkan posisi, kestabilan, dan bagaimana setiap bagian dari alat pengemas bekerja Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
6 No.
57 Ae 62 dengan urutan waktu agar proses berjalan dengan baik Gambar 3 merupakan tampilan perancangan mekanik dan benar.
yang mana dengan tinggi rangka 130cm, lebar rangka 63cm, dan panjang rangka 30cm.
Serta terdapat ukuran bak penampung dengan tinggi 25cm dengan diameter 4 Perancangan Sistem Elektrik KOPISA Gambar 2 Diagram Waktu KOPISA Perancangan rangkaian elektrik KOPISA merupakan gambaran secara utuh tentang rangkaian alat yang akan Gambar 4 merupakan gambaran perancangan elektrik pada alat pengemas kemasan plastik yang akan Rangkaian sensor terdiri dari sensor load cell, sensor suhu DS18B20 yang terdapat pada alat dan terhubung ke LCD melalui arduino untuk menampilkan data dari alat, rangkaian kontrol dapat dilihat pada gambar berikut:
Pada Gambar 2, menunjukkan diagram waktu saat sealer vertikal aktif dari t1 ke t2 dan t4 ke t5 untuk menutup plastik secara vertikal, sementara Penarik Plastik aktif dari t2 ke t4 untuk memposisikan plastik sebelum pengisian.
Katup servo aktif dari t1 hingga t3 untuk membuka aliran biji kopi ke penampung, dan loadcell Penampung Turun bekerja dari t3 hingga t5 untuk menurunkan penampung dan mengisi kemasan.
Pembacaan berat aktif bersama katup servo dari t1 hingga t3 dan akan berhenti saat berat sesuai set point.
Sealer horizontal aktif dari t1 ke t2 untuk menutup Gambar 4.
Rangkaian Elektrik KOPISA bagian bawah kemasan dan kembali aktif dari t4 ke t5 Hasil dan Pembahasan untuk menyegel bagian atas setelah pengisian.
Pada bab ini membahasa hasil dari perancangan dan 3 Perancangan Perangkat Keras KOPISA untuk mencapai tujuan dari penelitian ini.
Dalam Perancangan ini untuk bisa memastikan semua berjalan pembuatan mekanik KOPISA dengan pembuatan dengan baik.
Kerangka alat ini berbahan besi holo rangka mekanik menggunakan besi holo 3Ay .
berukuran 3Ay .
yang kuat dan untuk pemanas dengan tinggi rangka 130cm, lebar rangka 63cm, dan berbahan kayu karena tidak besifat konduktor dan tahan panjang rangka 30cm.
Serta terdapat ukuran bak Akrilik digunakan sebagai cover penutup alat.
penampung dengan tinggi 25cm dengan diameter 30cm.
Perancangan perangkat keras dapat dilihat pada gambar dan penutup rangka berupa akrilik dengan tebal 2 mm.
Hasil dari pembuatan mekanik KOPISA dapat dilihat pada gambar 5 Gambar 3.
Perancangan KOPISA Gambar 5.
Hasil Pembuatan KOPISA Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
6 No.
57 Ae 62 Pada desain mekanik di gambar 5 penampung kopi berbentuk kerucut terpancung dengan diameter alas 30 Rata-Rata 29 g 0.
cm, diameter pucuk 2 cm, dan tinggi 25 cm.
Jadi volume penampung tersebut 6306,19 cm3 seperti pada Dari hasil percobaan diatas dapat dilihat bahwa rata rata selisih dari berat objek yang ditimbang adalah 1,29 gram dan rata rata eror sebesar 0,97%.
Semakin berat objek yang ditimbang oleh load cellmaka persentase kesalahan akan semakin tinggi.
3 Pengujian Sensor DS18B20 Pengujian sensor suhu DS18B20 dilakukan dengan membandingkannya dengan sensor HTC untuk menilai akurasi DS18B20 padaalat pengemas.
Pada gambar, .
menunjukkan pembacaan kedua sensor di luar ruangan tanpa menempel pada kawat pemanas, sedangkan .
menunjukkan perbandingan saat kedua sensor ditempelkan pada kawat pemanas.
Gambar 6.
Penampungan KOPISA 2 Pengujian Sensor Berat Pengujian sensor load cell dilakukan dengan cara membandingkan hasil timbangan dari sebuah benda yang ditimbang dengan load cell dan dengan timbangan Selain itu untuk menentukan berat produk yang diinginkan yaitu 100g dan 200g.
Gambar 8.
Perbandingan Suhu Ruangan Tabel 2.
Perbandingan Sensor Load Cell dengan Timbangan Sensor
HTC
(EE)
Gambar 7.
Perbandingan LCD sebagai output Sensor dan timbangan.
Pada gambar 7 adalah tampilan dari hasil uji coba load cell pada alat pengemas, gambar 7 menunjukan tampilan hasil uji dengan berat 200g.
Lebih rinci pada perbandingan sensor ini dapat dilihat pada tabel 1 di 2
bawah ini Sensor
Suhu
DS18B20
Timbangan Berat
Objek
Load
Cell
Selisih
Error
Selisih
Error
(EE)
(%)
(EE)
Sensor Sensor Sensor Tabel 1.
Perbandingan Sensor Load Cell dengan Timbangan Kondisi Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
6 No.
57 Ae 62 Sensor Rata Ae rata Percobaan yang melibatkan sensor suhu DS18B20 dan HTC menunjukkan selisih suhu antara 0,51AC hingga 1,46AC, dengan rata-rata 0,878AC.
Persentase error berkisar antara 1,12% hingga 2,68%, dengan rata-rata 1,818%.
Hasil ini menunjukkan bahwa meskipun ada perbedaan pengukuran, perbedaannya kecil dan konsisten, sehingga kedua sensor memiliki akurasi yang cukup baik.
Gambar 9.
Plastiik Hasil Uji 4 Pengujian suhu Pengepresan Hasil pengujian suhu pengepresan menunjukkan bahwa Pengujian suhu pengepresan bertujuan untuk pada suhu 41,50AC dan 48,94AC, plastik polypropylene menentukansuhu optimal agar plastik polypropylene (PP) tebal 0,3 mm hanya sebagian merekat, (PP) tebal 0,3 mm dapat merekat sempurna.
Uji menandakan suhu tersebut belum cukup.
Pada suhu dilakukan tanpa produk .
untuk memastikan 52,20AC dan 58,81AC, plastik merekat dengan baik tapi plastik menyatu dengan baik pada suhu tertentu, belum terpotong.
Suhu 59,49AC dan 62,15AC sehingga menghasilkan pengemasan yang kuat dan rapi.
menghasilkan plastik yang merekat dan terpotong dengan baik, menunjukkan suhu ini optimal untuk Tabel 3.
Pengeperesan pada Plastik Suhu (EE) Hasil Ada bagian yang tidak merekat Ada bagian yang tidak merekat Merekat Merekat Merekat Merekat 5 Hasil Pengujian Kemasan Dapat dilihat pada gambar 10 hasil dari pengujian pengemasan biji kopi, gambar .
merupakan hasil kemasan 100g sedagkan gambar .
merupakan hasil kemasan 200gram.
Keduanya memiliki panjang kemasan 15 cm.
Alat dapat mengemas dengan baik tanpa adanya kebocoran dalam kemasannya.
Alat juga dapat memotong kemasan, namun dalam pengujian hasil pemotongan terdapat serabut lelehan plastik yang harus dirapihkan manual .
Gambar 10.
Hasil Pengujian Kemasan .
100 g .
200 g Journal of Applied Smart Electrical Network and Systems (JASENS) Hendi Purnata1.
Sugeng Dwi Riyanto1.
Fadlian Adam1 Journal of Applied Smart Electrical Network and System (JASENS ) Vol .
6 No.
57 Ae 62 Kesimpulan .
Engineering Series, vol.
Part F1294, 2023, pp.
411Ae442.
1007/978-3-031-30683-9_14.
Pou.
Raghavan, and M.
Packirisamy.
AuMicrofluidics in Dari penelitian yang telah dilakukan.
Alat Pengemas Kemasan Plastik Menggunakan Kendali Arduino ini smart packaging of foods,Ay Food Research International, vol.
2022, doi: 10.
1016/j.
dapat diambil kesimpulan bahwa Alat pengemas plastik Taoukis and T.
Tsironi.
AuSmart packaging for monitoring and yang dirancang dan dibuat berhasil mengubah plastik managing food and beverage shelf life,Ay in The Stability and Shelf lembaran menjadi kemasan dengan akurasi berat yang Life of Food, 2016, pp.
141Ae168.
doi: 10.
1016/B978-0-08-100435cukup baik.
Untuk memperoleh hasil pengepresan yang 7.
Fransesca S.
Primiana.
Effendi, and A.
Herwany.
AuImpact baik, dibutuhkan pengaturan suhu pada kisaran 60- of coffee product labeling and packaging on purchase behavior with 65AC dengan delay pengepresan sebesar 2500ms.
mediating of brand image and brand trust,Ay Academy of Strategic meskipun terdapat persentase error rata-rata sebesar Management Journal, vol.
15, no.
Specialissue3, pp.
49Ae53, 2016.
Available:
8,75% untuk pengemasan 100 gram dan 5,05% untuk [Onlin.
https://w.
com/inward/record.
uri?eid=2-s2.
0pengemasan 200 gram.
Hasil pengujian menunjukkan 85006136245&partnerID=40&md5=10f730180854ced2656464aff13 bahwa alat ini mampu mengemas produk dengan berat bbe16 mendekati target, meskipun ada beberapa variasi.
berat J.
Gamboni.
V Bonfiglio.
Slavutsky, and M.
Bertuzzi, dan kualitas kemasan.
Sistem pemantauan suhu dan AuEvaluation of edible films as single-serve pouches for a sustainable packaging system,Ay Food Chemistry Advances, vol.
3, 2023, doi:
berat pada alat ini menunjukkan kinerja yang akurat 10.
1016/j.
dan konsisten.
Dari perbandingan berat antara loadcell .
Mardjan and F.
Hakim.
AuPrediction Shelf Life of Arabica Java dan timbangan konvensional, rata-rata selisih berat Preanger Coffee Beans under Hermetic Packaging Using Arrhenius yang ditimbang adalah 1,29 gram dengan error rata-rata Method,Ay in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019.
doi: 10.
1088/1757-899X/557/1/012077.
sebesar 0,97%.
Sementara itu, pengujian suhu.
yang I.
Basmantra and P.
Putra.
AuThe Analysis of Visual melibatkan sensor DS18B20 dan HTC menunjukkan Appearance of Coffee Product Packaging on the Purchase Decisions selisih rata-rata suhu sebesar 0,878AC dengan error and Brand Image Competition,Ay in Lecture Notes in Networks and rata-rata 1,818%.
Meskipun terdapat perbedaan kecil Systems, 2024, pp.
422Ae429.
doi: 10.
1007/978-3-031-55911-2_41.
Schwendemann.
Oksman.
Wick, and A.
Ramsauer, dalam pengukuran antara sensor, hasil ini menunjukkan AuWater-assisted compounding of coffee grounds for thermoforming bahwa sistem pemantauan suhu dan berat yang cups,Ay in ICCM International Conferences on Composite Materials, [Onlin.
Available:
digunakan dalam alat ini berfungsi dengan baik.
https://w.
com/inward/record.
uri?eid=2-s2.
085097340160&partnerID=40&md5=04f46f057e73aa289821eb055a2 Ucapan Terimakasih