TEMPAT SAMPAH PINTAR “SMART TRASH BIN”

Gading Anggawijoyono1, Januar Fajaruddin2.

Prodi Eletronika Jurusan Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : 1gading.angga@yahoo.com, 2januarfajaruddin@gmail.com

Intisari—Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

     Tempat sampah pintar memanfaatkan gelombang ultrasonik dari sensor HC SR-04 sebagai pendeteksi orang yang akan membuang sampah dan microswitch yang mendeteksi kondisi penuh tidaknya dari tempat sampah sebagai masukan. Kerja mekanik solenoid motorized sebagai pendorong dari penutup tempat sampah dan modul perekam suara ISD 1760 yang digunakan sebagai penyampai pesan melalui speaker 8Ω 0,5W serta LED BiColour sebagai indikator tanda penuh tidaknya tempat sampah.

Kata kunci : Arduino Uno, Sensor Jarak Ultrasonik/ HC SR-04, Microswitch, ISD1760, Solenoid Motorized, LED BiColour.

Abstrac—The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328. It has 14 digital input/output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), 6 analog inputs, a 16 MHz ceramic resonator, a USB connection, power jack, an ICSP header, and a reset button. It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it to a computer with a USB cable or power it with a AC-to-DC adapter or battery to get started.

     Smart trash bin use ultrasonic waves from the sensor HC SR-04 as a detector of people who would throw garbage and microswitch that detects whether or not the condition is full of trash as input. Mechanical work from motorized solenoid as a driver of a cover trash and ISD 1760 voice recorder module is used as a messenger through 8Ω 0.5W speakers and LED BiColour as an indicator of whether or not a sign of full bins.

Keyword : Arduino Uno, Ultrasonic distance censor / HC SR-04,Microswitch, ISD1760, Solenoid Motorized, LED BiColour.

I PENDAHULUAN

II.2.1 Latar Belakang
     Manusia merupakan makhluk hidup yang menginginkan segala sesuatu yang tampak bersih dan indah, salah satunya kebersihan lingkungan. Banyak manusia yang sadar dan banyak pula yang belum sadar akan kepeduliannya terhadap kebersihan lingkungan disekitarnya, hal tersebut dapat direfleksikan seperti masih banyaknya sampah yang berceceran di jalan dan juga di taman kota. Keadaan tersebut tentunya meresahkan bagi pengguna fasilitas publik.

   Tempat sampah yang sudah disediakan oleh instansi kebersihan hanya menjadi hiasan bisu dijalanan yang tidak terurus dan tidak menarik. Mungkin hal tersebut juga menjadi faktor yang menyebabkan manusia enggan untuk membuang sampah. Berkaca dari hal tersebut kesadaran setiap individu akan kebersihan lingkungan sangat diperlukan dan lebih ditingkatkan.

   Dalam meningkatkan kesadaran akan kepedulian terhadap kebersihan lingkungan, kadang memerlukan cara yang unik agar tiap-tiap individu tertarik, sehingga tak segan untuk membuang sampah pada tempatnya. Cara unik tersebut yaitu dengan membuat Tempat Sampah Pintar “Smart Trash Bin”. Ini adalah sebuah tempat sampah pintar untuk sampah kering yang tutup tempat sampahnya dapat terbuka sendiri dan ketika sampah sudah dimasukkan serta tutup tempat sampah tertutup dengan sendirinya, sesaat itu pula akan menyampaikan sebuah pesan tentang menjaga lingkungan yaitu “Terima kasih karena telah membuang sampah pada tempatnya. Jaga selalu lingkungan disekitar anda.”

II.2.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat Tempat Sampah Pintar “Smart Trash Bin” ?
2. Bagaimana cara mengatur serta menyelaraskan masukan dan luaran pada Tempat Sampah Pintar “Smart Trash Bin” ?
3. Bagaimana pengaplikasiannya pada lingkungan masyarakat ?

II.2.3 Ruang Lingkup
     Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

1. Smart Trash Bin sebagai inovasi dari tempat sampah yang sudah ada, dengan wujud dan operasional yang menarik.
2. HC-SR 04 sebagai pendeteksi objek dengan jarak tertentu yang dapat diatur sesuai keinginan.
3. ISD 1760 sebagai perekam dan pemutar suara dengan perangkat bantu keluaran speaker.

II.2.4 Tujuan
    Tujuan dari pembuatan alat ini adalah merancang dan membuat sistem kerja tempat sampah otomatis menggunakan komponen- komponen masukan dan luaran yang sudah diselaraskan agar dapat bekerja sesuai dengan harapan dan dapat mudah dioperasikan.

II METODOLOGI

II.1 Studi Pustaka Komponen

II.1.A Arduino Uno

     Arduino merupakan modul atau kit mikrokontroler yang bersifat sumber terbuka baik piranti keras maupun piranti lunaknya. Pengertian awam, Arduino merupakan komputer kecil yang dapat di program untuk memproses masukan dan luaran antara modul itu sendiri dengan komponen eksternal yang dihubungkan dengannya. Arduino memiliki kompilator program tersendiri menggunakan bahasa C++ yang dilengkapi dengan program pustaka yang memudahkan para pengguna untuk merancang suatu program. Perangkat kerasnya terdiri dari pengendali yang memiliki desain sederhana dengan Atmel AVR sebagai pengolah utama dan pintu masukan serta luaran yang langsung terpasang pada papan utamanya.

     Beberapa macam jenis Arduino dijual dipasaran, salah satunya Arduino Uno dengan tipe terbaru yaitu Arduino Uno R3. Modul ini memiliki 14 pin masukan/luaran (yang mana 6 dapat digunakan sebagai PWM output), 6 analog input, keramik resonator 16MHz, koneksi USB, power jack, header ICSP, dan tombol reset, memuat semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler. Arduino R3 dapat dihubungkan langsung ke komputer dengan kabel USB atau dengan mencatu dengan catu daya.

 

Gambar 1 Arduino Uno

II.1.B HC SR-04

Sensor HC SR-04 merupakan salah satu sensor yang digunakan untuk mendeteksi jarak. Berbeda dengan sensor jarak yang menggunakan inframerah, pada sensor HC SR-04 menggunakan sebuah gelombang ultrasonik sebagai pendeteksinya. Memanfaatkan pancaran gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40Hz dengan bentuk gelombang cincin yang akan membentuk sudut 15° dari pusat pancaran yang kemudian ditangkap kembali untuk diproses guna mengetahui jarak yang dideteksi.

 

Gambar 2 Gelombang Ultrasonik HC SR-04.

Dengan jarak pembacaan jarak dari 2cm hingga 400cm, pembacaan jarak akan sesuai dengan kenyataan apabila menggunakan rumus perhitungan yang tertera pada datasheet HC SR-04 yaitu cm = uS/58 atau inch = uS/148.

 

 Gambar 3 Pengaktifan Trigger HC SR-04.

Sesuai pada gambar di atas pengaktifan trigger pada sensor HC SR-04 harus disesuaikan dengan anjuran dari datasheet, bahwa cukup mengaktifkan trigger selama 10 uS kemudian dinonaktifkan hingga proses pemancaran gelombang ultrasonik dari transmitter lalu ditangkap oleh receiver/echo selesai. Proses tersebut dianjurkan berlangsung selama 60mS agar proses pembacaan tidak lebih/kurang, sehingga nilai yang akurat didapatkan.

 

Gambar 4 Modul Sensor HC SR-04.

II.1.C Microswitch

Microswitch merupakan salah satu jenis saklar SPDT atau sebuah saklar yang mempunyai satu buah kutub utama, yang biasa digunakan sebagai sumber dan dua terminal sebagai keluaran dengan pilihan. Keluaran pilihan yang dimaksud pada microswitch yaitu Normally Close (NC) atau kondisi awal tertutup dan Normally Open (NO) atau kondisi awal terbuka.

Pada microswitch apabila tertekan akan berpindah kekeadaan lain/berbeda dan apabila dilepas maka akan kembali kekeadaan awal, sebagai contoh posisi awal pada NO (terputus) saat ditekan akan berpindah pada NC (terhubung) dan saat dilepas akan kembali pada NO.

 

Gambar 5 Saklar Microswitch.

II.1.D Solenoid Motorized

Solenoid motorized sama halnya dengan sebuah solenoid biasa yang digunakan untuk mendorong dan/atau menarik sebuah beban. Pada solenoid kebanyakan yang menggunakan udara bertekanan dari kompresor maupun proses terjadinnya medan magnet dari induksi, namun pada solenoid motorized lebih mengutamakan torsi dari putaran sebuah motor dc.

 

Gambar 6 Solenoid Actuator.

II.1.E ISD 1760
ISD 1760 merupakan sebuah perangkat perekam suara, penyimpanan dan pemutar suara yang keluarannya melalui Speaker. ISD 1760 mempunyai ketentuan dalam waktu rekam suara. Bila frekuensi suara yang ditangkap sebesar 8KHz maka lama waktu rekamnya mencapai 60 detik dan jika frekuensi suara yang ditangkap sebesar 6KHz lama waktu yang dapat direkam mencapai 75 detik. Modul ini dapat dikontrol dengan tombol – tombol yang sudah tersedia pada modul, melalui SPI menggunakan Mikrokontroler. Modul ISD 1760 sendiri masih memerlukan sebuah speaker dengan spesifikasi 8Ω 0,5W.

 

Gambar 7 Modul Perekam Suara ISD1760.

II.1.F LED

   LED (light emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang mampu memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai. Sama seperti dioda normal, Led terdiri dari sebuah chip yang diisi penuh, atau didopping untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut P-N Junction. Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya bergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk P-N junction.

 

Gambar 8 Light Emitting Diode.

    Tak seperti lampu pijar atau neon, Led memiliki kecendrungan pada polarisasinya. Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif (P-N) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengalirkan arus listrik dari satu arah dan tidak berbalik. Karakteristik chip LED pada umumnya sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun, bila diberi tegangan yang terlampau besar , LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.

II.2 Diagram Blok dan Diagram Alir

II.2.1 Diagram Blok

 

Gambar 9 Diagram Blok Tempat Sampah Pintar.

II.2.2 Diagram Alir

 

Gambar 10 Diagram Alir

Gambar 11 Pengaturan Jarak Sensor.

Video :

https://www.youtube.com/watch?v=ATdp7v-gNgY

 

Gambar 12 Proses Pengerjaan Mekanik dan Tampilan Tempat Sampah.

Video :
http://www.youtube.com/watch?v=OVvm7E_hfE4&feature=youtu.be

 

Gambar 13 Proses Kerja Tempat Sampah Pintar “Smart Trash Bin”.

Video :

https://www.youtube.com/watch?v=-o-7BafAJfw

III PENUTUP
Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis pada Tugas Akhir ini,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Sensor HC SR-04 tidak mengutamakan pendeteksian pada manusia, melainkan hewan dan objek lain selama mampu memantulkan kembali gelombang ultrasonik yang telah dipancarkan oleh transmitter sebesar 40Hz.
2. Pemantulan gelombang ultrasonik dari objek dibatasi dengan sudut pancaran gelombang ultrasonik sebesar 15° dari transmitter, sehingga tidak dari segala sudut gelombang ultrasonik mampu dipantulkan kembali.
3. Kemampuan solenoid dalam mendorong/menarik beban dibatasi dengan spesifikasi dari jenis-jenis solenoidnya, pada solenoid motorized tidak tertera beban maksimal hanya tegangan dan arus saja.
4. Modul perekam suara ISD 1760 mampu merekam dengan durasi yang telah tertera pada datasheet, bisa merekam lebih dari satu kalimat berbeda.

 

Gambar prototipe tempat sampah pintar “smart trash bin”.

REFERENSI

arduino.cc

http://www.fit.uii.ac.id/new/id/artikel/berita/326-alvin-sahroni-tong-sampah-pintar-ergonomis.html

http://www.nunutjoe.com/2013/12/tempat-sampah-unik-cangkruan.html?m=1

http://eprints.uny.ac.id/1987/

DATASHEET

HC SR-04

ISD 1760

5mm LED BiColour

Nama penulis: Gading Anggawijoyono. Penulis dilahirkan di Semarang tanggal 3 Agustus 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Islam Tribakti Semarang, SDN Karangrejo 01-02 Semarang, SMPN 5 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.3.15. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085727780665 atau melalui via email: gading.angga@yahoo.com.

Nama penulis: Januar Fajaruddin. Penulis dilahirkan di Semarang tanggal 23 Januari 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Al-Hidayah 7 Semarang, SDN Palebon 04-05 Semarang, SMPN 9 Semarang, dan SMKN 7 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.3.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085641403382 atau melalui via email:
januarfajaruddin@gmail.com.