Sistem Pemantau Ketersediaan Bahan Baku pada Gudang Industri Roti

Sistem Pemantau Ketersediaan Bahan Baku pada Gudang Industri Roti

Alip Septiana¹, Pradhito Herdiawan², Samuel Beta³

Email : ¹alipseptiana98@gmail.com, ² pradhito003@gmail.com, ³sambetak2@gmail.com

Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id

Abstrak – Lemari pemantau ketersediaan bahan baku untuk industri roti yang terintegrasi dengan sistem pemantau elektronika diperlugan guna efisiensi dan kemudahan dalam pemantauan ketersediaan barang. Dalam sistem pemantauan ketersediaan barang, lemari ini dilengkapi dengan saklar mikro untuk menghitung bahan baku dalam jumlah satuan jumlah dan loadcell untuk menimbang bahan baku dalam satuan kilogram. Hasil luaran dapat dibaca di LCD 16x2. Lemari dilengkapi dengan RTC DS1302 untuk mendata tanggal kadaluarsa serta Joystick untuk memilih tampilan menu pada LCD. Tanggal kadaluarsa dapat dilihat dari indikator led RGB dimana saat hijau berarti barang baru masuk dan jika merah maka barang sudah kadaluarsa.

Kata kunci : ARM Nuvoton NUC, LoadCell, RTC DS1302, Mikro Switch, LED RGB, Joystick.

Abstract - Raw material storage monitoring cabinets for the bread industry integrated with an electronic monitoring system are needed for efficiency and convenience in monitoring the availability of goods. In the system of monitoring the availability of goods, this cabinet is equipped with a micro switch to calculate raw materials in the number of units and loadcell to weigh raw materials in units of kilograms. Results can be read on the 16x2 LCD. The cabinet is equipped with RTC DS1302 to record the expiration date and Joystick to select the menu display on the LCD. The expiration date can be seen from the RGB led indicator where when green means new items have entered and if it is red the item has expired.

Keywords: ARM Nuvoton NUC, LoadCell, RTC DS1302, Micro Switch, RGB LED, Joystick.

 

 I. PENDAHULUAN

Bisnis kuliner di Indonesia dalam beberapa tahun terakhir semakin meningkat. Hal ini berbanding lurus dengan meningkatnya populasi penduduk Indonesia yang turut meningkatkan kebutuhan pangan sehingga membuat pelaku usaha tidak ragu untuk mendirikan bisnis tersebut. Secara keseluruhan, rata-rata pendapatan dari usaha restoran/rumah makan berskala menengah dan besar selama tahun 2015 mencapai 4,66 milyar rupiah per perusahaan. Sedangkan rata-rata pengeluaran dari usaha restoran/rumah makan sebesar 2,47 milyar rupiah per setahun.

Untuk meningkatkan pendapatan perusahaan tersebut dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satunya adalah meningkatkan kualitas produk perusahaan. Untuk menjaga kualitas bahan perusahaan menerapkan standar yang tinggi dalam menyimpan bahan baku tersebut. Tujuannya agar bahan baku tidak rusak atau tetap awet, dan mencegah terjadinya pencemaran terhadap bahan baku, sehingga nantinya dapat menghasilkan produk yang berkualitas bagi konsumen. Tujuan tersebut dapat terlaksana apabila setiap perusahaan mempunyai area untuk menyimpan bahan baku yang biasa disebut storage atau gudang.

Salah satu pengelolaan gudang adalah memastikan ketersediaan bahan baku yang disimpan. Seorang karyawan terkadang harus sering bolak-balik untuk mengecek ketersediaan bahan baku di gudang secara berkala. Hal ini kurang efektif karena membutuhkan waktu yang cukup lama. Selain itu, terkadang data yang diperoleh tidak sesuai dengan jumlah yang ada di gudang karena terbatasnya ingatan manusia. Kesalahan data dapat menghambat proses produksi di industri tersebut. Oleh karena itu perlu adanya sistem pemantau jumlah ketersediaan bahan baku secara otomatis dengan data yang akurat, sehingga memudahkan pengelolaan di gudang. Adanya sistem pemantau di gudang membuat data yang diperoleh lebih akurat dan pekerjaan karyawan lebih mudah karena tidak perlu bolak-balik untuk mengecek ke gudang.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.   ARM NUC120

Gambar 1. ARM NUC120

ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader bias dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

Spesifikasi :

·        Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4

·        KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).

·        Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.

·        Terintegrasi dengan osilator 32.768 kHz sebagai sumber clock RTC.

·        Memiliki 1x port USB.

·        Memiliki 1 port RS-485.

·        Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3.3VDC / 5VDC.

·        Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus

·        menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan

·        programmer eksternal.

·        Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.

·        Memiliki 45 jalur GPIO.

·        Terintegrasi dengan sensor suhu internal.

·        Memiliki port input 8 kanal ADC 10-bit.

·        Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.

·        Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

B.    Joystick

Joystick adalah alat input komputer yang berwujud tuas atau tongkat dan dapat bergerak ke segala arah, sedangkan games paddle biasanya berbentuk kotak atau persegi terbuat dari plastik dilengkapi dengan tombol-tombol yang akan mengatur gerak suatu objek dalam komputer. Alat ini dapat mentransmisikan arah sebesar dua atau tiga dimensi ke komputer dan alat ini umumnya digunakan sebagai pelengkap untuk memainkan permainan video yang dilengkapi lebih dari satu tombol.

Fungsi joystick :

Sesuai dengan pengertiannya untuk masalah fungsi joystick ternyata ada beberapa macam, yaitu :

·        Pelengkap untuk memainkan permainan video yang dilengkapi lebih dari satu tombol.

·        Untuk megontrol permainan video.

·        Joystick juga banyak diimplementasikan pada mesin-mesin seperti pada kursiroda bermotor dan truk.

·         

·          Gambar 2. Joystick

Cara kerja joystick :

Joystick merupakan piranti penuding tidak langsung. Gerakan kursor dikendalikan oleh gerakan tuas atau dengan tekanan pada tuas. Pada joystick biasanya terdapat tombol yang dapat dipilih atau diasoasikan dengan papan ketik. Dalam pengoperasiannya, joystick tidak memerlukan tempat yang luas. Joystick mempunyai perbndingan K/T yang berubah-ubah.

C.    Load cell

Load cell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi listrik menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik.

·        V suplai : max DC 10V

·        Beban : max 25000 gr (25 Kg)

·        Output : 0,1 mV ~ 1,0 mV / V

·        Suhu operasional : -20 ~ +65°C

·        Bahan : Aluminium alloy Dimensi : 8 cm x 1,25 cm x 1, 25 cm

Gambar 3. Bentuk Fisik Load Cell

Karena perbedaan yang terukur sangat kecil dalam orde µV (mikro Volt, sepersejuta Volt), dibutuhkan rangkaian pengubah sinyal analog menjadi digital yang sangat presisi, untuk itulah pada kit ini kami menyertakan modul HX711 yang beresolusi 24 bit.

D.   Modul Penguat Load cell

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.

Spesifikasi :

·        Vin : DC 5V

·        Arus : 10 mA

·        Input : 2 channel Analog dari load cell (bisa dipakai untuk 2 load cell)

·        Output : TTL (serial tersinkronisasi, DI dan SCK)

·        Akurasi data : 24 bit (24-bit ADC)

·        Frekuensi pembacaan (refresh rate) : 80 Hz

·       Dimensi : panjang 38 mm x lebar 21 mm

·        

Gambar 4. Modul penguat HX711

E.    RTC (Real-Time Clock)

Komponen Realtime clock adalah komponen IC penghitung yang dapat difungsikan sebagai sumber data waktu baik berupa data jam, hari, bulan maupun tahun. Komponen DS1307 berupa IC yang perlu dilengkapi dengan komponen pendukung lainnya seperti crystal sebagai sumber clock dan Battery External 3,6 Volt sebagai sumber energy cadangan agar fungsi penghitung tidak berhenti. Bentuk komunikasi data dari IC RTC adalah I2C yang merupakan kepanjangan dari Inter Integrated Circuit. Komunikasi jenis ini hanya menggunakan 2 jalur komunikasi yaitu SCL dan SDA. Semua microcontroller sudah dilengkapi dengan fitur komunikasi 2 jalur ini, termasuk diantaranya Arduino Microcontroller.

Spesifikasi :

·        RTC DS1307

·        Komunikasi : I2C

·        Pemrograman identik dengan RTC DS1307

·        Include battery 3V (CR2032)

·        Dimensi : 28x25x10 mm

·        Tegangan : 3,3 – 5,5 V

Gambar 5. Modul  RTC

F.    Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Limit switch umumnya digunakan untuk:

·        Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.

·        Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

·        Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

      Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.

Gambar 6. Limit Switch

G.   Led RGB

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan majuatau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (N), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

RGB adalah suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna: merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna. Kegunaan utama model warna RGB adalah untuk menampilkan citra atau gambar dalam perangkat elektronik, seperti televisi dan komputer, walaupun juga telah digunakan dalam fotografi biasa.

Gambar 7. Led RGB

H.   LCD 16x2

LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Gambar 8. LCD 16x2

III. PERANCANGAN

A.   Diagram Blok Sistem

Gambar 9. Diagram Blok Sistem

B.    Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Sambungkan rangkaian dengan sumber tegangan. Mengatur menu menggunakan joystick. Limit switch akan menghitung jumlah benda yang satuan dan load cell akan menghitung berat benda. Kemudian hasilnya akan ditampilkan pada LCD. Jika ingin memantau berat benda maka arahkan joystik ke kanan satu kali kemudian tekan switch. Sedangkan jika ingin memantau jumlah satuan maka arahkan joystick dua kali kemudian tekan switch. Masa kadaluarsa benda dapat di atur menggunakan joystick kemudian hasilnya akan ditampilkan pada Led RGB.

C.    Gambar Pengawatan

Gambar 10. Diagram Pengawatan Keseluruhan

D.   Gambar Rangakain Lengkap

Gambar 11. Gambar Rangakaian Lengkap

E.    Gambar Diagram Alir

Gambar 12. Gambar Diagram Alir pada Arm NUC120

Gambar 13. Gambar Alat

IV. PENGUJIAN ALAT

Alat belum dapat bekerja dengan sempurna. Joystick dapat bekerja sesuai yang diinginkan. Pada limit switch sudah dapat menghitung jumlah benda dan load cell dapat menghitung berat benda yang ada pada rak penyimpanan. Namun untuk mendata masa kadaluwarsa bahan baku belum  berjalan sesuai dengan cara kerja.  Hasil jumlah satuan dan berat dapat ditampilkan pada LCD.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan alat yang telah dirancang pada proyek ini.

A.   Kesimpulan

1. Alat ini dapat menghitung jumlah benda yang ada pada rak penyimpanan dan menghitung berat benda
2. Alat ini sangat membantu para karyawan dalam mengelola jumlah ketersediaan bahan baku pada gudang

B.    Saran

1. Untuk proyek selanjutnya dapat dikembangkan lagi untuk desain mekanik agar lebih rapi
2. Alat dapat dikembangkan dengan membuat alat lebih besar agar dapat diterapkan pada gudang roti.

DAFTAR PUSTAKA

[1]  Badan Pusat Statistik Indonesia, 2017. Statistik restoran/rumah makan 2015. [Online] Available at: http:///www.bps.go.id/publication/2017/01/25/e58e9accf6daff02387564b1/statistik-restoran-rumah-makan-2015.html [Diakses 12 desember 2019].

[2]  Belajar Mikrokontroler 2017. [Online] Available at : http://belajar-mikrokontroler2017.blogspot.com/ [Diakses 12 Desember 2019]

[3]   Kusuma, Y., Sumarauw, J. S. B. & Wangke, S. J. C., 2017. Analisis Sistem Manajemen Pergudangan Pada CV. Sulawesi Pratama Manado. Jurnal EMBA, 5(2), pp. 602-611.

[4] Patrama Putra, “Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC (Real Time Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler,” Universitas Pembangunan Nasional "Veteran", 2011.

BIODATA PENULIS

Alip Septiana. Penulis dilahirkan di Demak, 25 September 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Brambang, SMPN 1 Karangawen dan SMKN 7 (STM Pembangunan) Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negerti Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusa Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.2.03.

Apabila terdapat kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : alip.septiana98@gmail.com

Pradhito Herdiawan. Penulis dilahirkan di Jakarta, 23 November 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SMKN 7 (STM Pembangunan) Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negerti Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusa Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.2.17.

Apabila terdapat kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : pradhito003@gmail.com