SABUNITIZER (The Carpenter-Kelompok 4 ET2008)

I.                   LATAR BELAKANG

Saat ini, kuman penyakit semakin banyak dan beragam. Menurut dr Hanny Nilasari, SpKK, dari Departemen Ilmu Kesehatan Kulit dan Kelamin FKUI-RSCM, 80% penyakit pada anak menular lewat tangan. Penyakit yang paling banyak menular media melalui tangan adalah yang disebabkan oleh bakteri, seperti diare. Kuman diare bisa menempel di tangan, yang kemudian berpindah ketika seseorang memegang benda lain yang akan dipegang oleh orang lain. Oleh karena itu, sangat penting untuk menerapkan perilaku hidup sehat dengan mencuci tangan dengan sabun atau menggunakan handsanitizer (pencuci tangan antiseptik).

Namun, timbul permasalahan baru ketika mencuci tangan dengan sabun/ handsanitizer khususnya di tempat umum. Ketika mencuci tangan setelah makan dan menyentuh banyak benda lainnya, seseorang tentunya menyentuh sabun tersebut untuk menekannya agar keluar. Hal ini membuat tutup sabun tersebut tidak higienis. Dengan begitu, penyakit juga bisa tersebar lewat sabun/handsanitizer di tempat umum.

Dengan memanfaatkan teknologi yang semakin berkembang, kami membuat sebuah sistem embedded yang dapat menyelesaikan masalah di atas. Prototype yang kami buat adalah Sabunitizer, yaitu prototype yang dapat mengeluarkan sabun dan handsanitizer  tanpa ada kontak fisik/ tanpa perlu ditekan. Sabun dan handsanitizer akan keluar secara otomatis ketika tangan terdeteksi di bawah prototype kami.

II.                  PROBLEM STATEMENT

1.         Bagaimana Sabunitizer bekerja?

2.         Apakah Sabunitizer berhasil bekerja setelah di uji coba?

III.              TUJUAN

1.         Memahami cara kerja Sabunitizer

2.         Menjelaskan keberhasilan Sabunitizer setelah diuji coba

IV.               PEMILIHAN RANCANGAN

1. Rancangan pertama : Bahan utama menggunakan infraboard dan sabun ditekan dengan memanfaatkan micro servo.

2. Rancangan kedua : Bahan luar menggunakan infraboard, bahan rangka utama mekanik menggunakan triplek, dan sabun ditekan dengan memanfaatkan high torque servo.

Rancangan yang dipilih adalah rancangan kedua. Hal ini diputuskan berdasarkan pertimbangan kerasnya tutup sabun yang membutuhkan tenaga yang besar untuk menekannya. High torque servo yang kami pakai mempunyai torsi sebesar 10 kg, sehingga diasumsikan akan mampu menekan sabun dan handsanizier. Triplek juga harus dipakai dalam rangka Sabunitizer karena kami menggunakan high torque servo yang memiliki torsi besar, rangka juga harus kuat agar tetap kokoh ketika servo berputar.

V.              JADWAL

Tanggal	Rencana Kegiatan
12 Mei 2019	Perencanaan konsep prototype
13-14 Mei 2019	Pembuatan rangkaian elektronik dan casing dasar
15-18 Mei 2019	Pembuatan seluruh casing, mekanisme prototype, finishing prototype, mulai membuat laporan dan power point
19 Mei 2019	Pembuatan video, editing video, penyelesaian laporan dan power point
20 Mei 2019	Presentasi tugas besar

VI.               DESAIN RINCI

1. Desain Rangka

Gambar 1 Bentuk casing

Desain Sabunitizer menggunakan bahan infraboard di bagian luar. Untuk mempercantik desain luar, digunakan juga kertas warna pembungkus bunga yang anti air. Seluruh bahan yang digunakan dalam casing luar adalah bahan anti air, sehingga aman untuk disimpan di kamar mandi/ wastafel. Sabun dan handsanitizer juga tidak ditutupi dengan casing agar dapat dengan mudah diisi ulang ketika habis. Bagian atas juga dibuka agar baterai dapat dengan mudah diganti oleh pengguna ketika baterai habis.

Gambar 2 Bagian casing tampak depan

Bagian kerangka dalam disusun dengan menggunakan triplek. Hal ini agar rangka kuat menahan torsi high torque servo. Mekanisme menekan sabun dan handsanitizer secara otomatis adalah di bagian bawah terdapat high torque servo yang dihubungkan dengan benang kuat kepada penekan yang terbuat dari triplek. Sabun dan handsanitizer diletakkan di bawah penekan triplek. Sensor ultrasonik diletakkan di atas. Ketika tangan terdeteksi oleh sensor ultrasonik, servo akan berputar ke bawah dan membuat penekan bergerak ke bawah lalu menekan sabun dan handsanitizer. Sabun dan handsanitizer pun akan keluar secara otomatis.

2. Desain rangkaian

(a)

(b)

Gambar 3 (a) Rangkaian pada bagian atas casing, (b) Skema rangkaian

Komponen utama yang digunakan dalam Sabunitizer ini meliputi arduino, dua servo, dan dua sensor ultrasonik. Arduino menggunakan daya eksternal sebesar 9V dengan kutub positif baterai dihubungkan dengan pin Vin pada arduino dan kutub negatif baterai dihubungkan dengan pin GND pada arduino. Pin Vcc pada sensor ultrasonik dihubungkan dengan pin 5V pada arduino dan pin GND dihubungkan dengan GND pada arduino. Pin trigger pada sensor 1 dan sensor 2 masing-masing dihubungkan dengan pin 10 dan 8 pada arduino serta pin echo dihubungkan dengan pin 9 dan 7. Daya pada servo diperoleh dari baterai jenis AA senilai 6 Volt yang berasal dari 4 baterai 1,5 Volt yang diserikan. Kutub positif dihubungkan dengan pin power pada servo dan kutub negatif baterai dihubungkan dengan pin GND pada servo. Pin signal pada servo 1 dan servo 2 masing-masing dihubungkan dengan pin 3 dan 5 pada arduino. Semua pin GND pada rangkaian dihubungkan menjadi satu.

3. Cara kerja program

Hal pertama yang program lakukan adalah menginisiasi servo mati (keadaan awal, yaitu servo menghadap ke atas). Sensor ultrasonik akan mengecek apabila ada gangguan pada sistem (misalnya, ada benda yang diletakkan di bawah Sabunitizer dengan sengaja, dll). Apabila terdeteksi gangguan, maka program tidak akan masuk pada mode normal. Apabila tidak terdeteksi gangguan, program memasuki mode normal. Pada mode normal, pertama-tama sensor ultrasonik akan mengecek apakah ada benda di bawah sensor dengan jarak kurang dari  15 cm (ada tangan atau tidak). Apabila ada, proses mekanisme penekanan sabun dan handsanitizer akan bekerja. Sabun dan handsanitizer pun akan keluar. Namun, ketika terdeteksi benda berada di bawah sensor lebih dari 4 detik, hal tersebut dianggap gangguan, sehingga program akan ter-reset ke awal dengan watchdog timer.  

VII.             PROTOTYPING

Dalam proses prototyping, pertama-tama kami membuat rangka infraboard dan mencoba menekan sabun dan handsanitizer dengan micro servo. Namun, sabun dan handsanitizer tidak keluar karena torsi kurang kuat. Pada akhirnya, servo pun diganti menjadi high torque servo.

Ketika mencoba high torque servo , dibutuhkan tenaga yang sangat besar untuk menahannya. Kami pun akhirnya memutuskan membuat rangka dalam dari triplek agar kuat menahan torsi high torque servo. Mekanisme baru juga dipikirkan untuk menekan sabun dan handsanitizer dengan tepat. Akhirnya dibuatlah mekanisme penekanan sabun dan handsanitizer seperti yang sudah dijelaskan pada subbab sebelumnya.

VIII.           PENGUJIAN

Pengujian yang dilakukan berjalan sukses, baik untuk handsanitizer maupun sabun. Sabunitizer berhasil mengeluarkan sabun dan handsanitizer tanpa kontak langsung (hanya dengan deteksi tangan dari sensor ultrasonik). Hal-hal yang kurang dari prototype kami adalah tidak bisa dipastikan kapan prototype me-reset ­karena tanda hanya berupa lampu led kecil pada arduino. Selain itu, bagian rangka infraboard juga masih sering lepas karena tekanan dari rangka triplek. Sabunitizer juga menggunakan tenaga baterai yang cepat habis daya nya.

IX.                PERBAIKAN/IMPROVEMENT

Improvement yang bisa dilakukan antara lain :

1.       Prototype lebih baik menggunakan satu supply saja agar lebih hemat tempat dan biaya.

2.       Daripada tenaga baterai, alangkah lebih baik menggunakan tenaga AC dari colokan listrik rumah, karena tidak perlu repot untuk mengganti baterai ketika daya habis dan bisa digunakan untuk jangka panjang.

3.       Desain bisa dibuat lebih kuat dan rapih lagi dengan cara memperbesar ukuran rangka infraboard sehingga tidak terlalu mepet dengan rangka triplek. Desain rangka juga bisa dipercantik lagi dengan menambah hiasan dan merapikan rangka.

4.       Untuk menandai bahwa prototype sudah ter-reset ke awal, dapat digunakan buzzer agar lebih jelas daripada hanya sekedar led.

X.                  KESIMPULAN

1.       Cara kerja saboenitizier adalah pertama-tama, program akan menginisiasi keadaan awal, yaitu servo menghadap ke atas. Sensor ultrasonik akan mengecek apabila ada gangguan pada sistem. Apabila terdeteksi gangguan, maka program tidak akan masuk pada mode normal. Apabila tidak terdeteksi gangguan, program memasuki mode normal. Pada mode normal, pertama-tama sensor ultrasonik akan mengecek apakah ada benda di bawah sensor dengan jarak kurang dari 15 cm. Apabila ada, proses mekanisme penekanan sabun dan handsanitizer akan bekerja . Sabun dan handsanitizer pun akan keluar. Namun, ketika terdeteksi benda lebih dari 4 detik, hal tersebut dianggap gangguan, sehingga program akan ter-reset ke awal dengan watch dog timer.  

2.       Dapat disimpulkan setelah pengujian bahwa prototype berhasil mengeluarkan sabun dan handsanitizer secara otomatis tanpa kontak fisik dengan tangan.