Abstract

The integration of automation in the printing industry has revolutionized processes, yet manual calculations persist in centers like Aslaka, managed by Electrical Engineering Laboratory Assistants, leading to inaccuracies and opacity in pricing. This study aims to address this gap by developing an automated pricing device, ensuring precision and transparency in paper quantity and total cost determination. Utilizing research and development methodology, comprehensive testing of IR sensors and IoT-based data transmission was conducted to guarantee reliability. Findings demonstrate successful paper detection by IR sensors at 2 cm and 3 cm distances, with sensor readings accurately displayed on a 20x4 I2C LCD screen. Data transmission to Google Sheets via Pushingbox API exhibited exceptional accuracy, achieving consistent 100% matching. This innovation enhances efficiency and transparency in pricing, offering significant implications for the printing industry's advancement.

Highlight:

1. Development Method: Utilizes research and development for comprehensive testing and reliability.
2. Sensor Precision: IR sensors accurately detect paper at varying distances.
3. Data Transmission: IoT enables seamless data transfer to Google Sheets.

Keywoard: Automation, Printing Industry, IR Sensors, Transparent Pricing, IoT

Pendahuluan

Percetakan merupakan suatu proses untuk mengaplikasikan tulisan atau gambar yang awalnya berbentuk digital ke dalam media fisik seperti kertas menggunakan sebuah mesin cetak [1]. Percetakkan memiliki potensi pasar yang tinggi utamanya di daerah dengan populasi pelajar yang padat, seperti sekolah atau universitas [2]. Salah satu bentuk bisnis wirausaha percetakan di dalam lingkup universitas adalah Aslaka Center yang dikelola langsung oleh Asisten Laboratorium Teknik Elektro dengan target utama yaitu kalangan mahasiswa serta dosen di lingkup prodi Teknik Elektro.

Berdasarkan hasil observasi, kekurangan paling umum dalam pelayanan di Aslaka Center adalah kurangnya transparansi harga hasil print ke pelanggan ketika selesai mencetak dokumen, proses perhitungan harga yang menggunakan metode manual, serta ketiadaan sistem rekap pendapatan hasil print yang dihasilkan tiap harinya. Hal ini bisa berdampak negatif pada citra Aslaka Center sebagai lokasi percetakan yang cepat dan tepat dalam melayani pelanggan [3]. Karena itu, perlu adanya alat yang membantu proses perhitungan kertas hasil print secara otomatis.

Penelitian mengenai alat penghitung kertas telah banyak dilakukan, seperti penelitian dari Ripan Suwandahwana pada tahun 2019. Alat ini menghitung kertas hasil keluaran printer dengan kombinasi Arduino Uno R3, sensor TCS320, dan output berupa tampilan jumlah kertas dan harga total di LCD I2C 16x2 [4]. Penelitian dari Aris Sutanto di tahun 2018. Alat menghitung jumlah kertas menggunakan sensor IR dan Wemos D1 dengan output akhir mengirimkan data jumlah kertas ke web server Ubidots melalui protokol internet of things [5]. Serta penelitian terbaru dari Andreas Lie Alviero pada tahun 2023 dengan judul “Alat Penghitung Kertas Otomatis Berbasis IoT” menggunakan NodeMCU ESP32 dan sensor LDR untuk mendeteksi kertas berdasarkan intensitas cahaya yang dipantulkan kertas saat melewati sensor. Hasil pembacaannya dikirim melalui internet dan bisa dipantau dan dikontrol menggunakan aplikasi yang dibuat khusus untuk dipasang pada smartphone [6].

Penelitian yang dilakukan saat ini bertujuan untuk melakukan pembaruan dari penelitian sebelumnya dengan membuat alat yang berfungsi untuk menghitung jumlah kertas hasil print dengan kombinasi data berupa jumlah kertas dan harga total yang harus dibayar oleh pelanggan, dengan menggunakan NodeMCU ESP8266 sebagai mikrokontroler, LCD I2C 20x4 sebagai display ke pelanggan, sensor IR sebagai pendeteksi kertas yang dikeluarkan printer, dan protokol internet of things melalui API pushingbox untuk proses pengiriman data pembacaan alat ke Google Sheets untuk rekap transaksi pendapatan supaya tercatat dengan baik [7]–[14].

Metode

Penelitian memanfaatkan metode research and development (R&D). Metode ini bertujuan untuk menghasilkan dan menguji keefektifan alat melalui berbagai macam eksperimen, perbaikan, dan finalisasi alat demi mengatasi masalah yang dihadapi dan mencapai tujuan akhir dimana produk berfungsi sesuai dengan tujuan penelitian [15].

Tahapan-tahapan dalam metode R&D dalam penelitian ini dijabarkan sebagai berikut:

1. Identifikasi Masalah: Melakukan observasi pada cara kerja Aslaka Center dalam melakukan jasa cetak dokumen ke pelanggan.

2. Studi Literatur: Mengumpulkan dan memahami informasi yang relevan melalui buku, jurnal, karya ilmiah dan sumber-sumber lain dari penelitian terkait untuk mengkaji komponen alat seperti sensor IR, NodeMCU ESP8266, Internet of Things, dan Google Sheets secara lebih dalam untuk dijadikan acuan dalam proses penelitian.

3. Perancangan: Perancangan dilakukan dengan menentukan cara kerja dan desain alat, lalu menggabungkan komponen berupa sensor, mikrokontroler, dan komponen pendukung lain dalam satu sistem yang utuh.

4. Pengujian: Pengujian reliability dan akurasi dilakukan untuk memastikan alat berjalan sesuai dengan kebutuhan. Jenis pengujian yang dilakukan meliputi pengujian NodeMCU ESP8266, pengujian sensor IR, pengujian LCD, pengujian buzzer, pengujian pengiriman data ke Google Sheets, dan pengujian kecocokan data hasil perhitungan alat dengan hasil perhitungan manual.

5. Perbaikan: Perbaikan pada alat akan dilakukan sesuai dengan kelemahan-kelemahan yang ditemukan setelah adanya pengujian.

A. Flowchart sistem

Figure 1.Flowchart Sistem

Flowchart pada Gambar 1 menjelaskan mengenai alur sistem dari alat yang dibuat. Mula-mula, operator menyalakan alat lalu NodeMCU ESP8266 akan mengecek kesesuaian koneksi internet dengan konfigurasi yang telah dilakukan dalam pemrogramannya. Kemudian operator melakukan print dokumen, jika sensor IR berhasil mendeteksi kertas, maka LCD I2C 20x4 akan menampilkan jumlah kertas dan total harganya yang semakin bertambah seiring dengan jumlah kertas yang dideteksi. Buzzer akan berbunyi tiap kali sensor IR aktif. Kemudian, setelah selesai mendeteksi, total harga yang harus dibayar pelanggan akan tampil pada LCD I2C 20x4. Operator lalu menekan push button untuk mereset tampilan harga pada LCD dan mengirimkan data tersebut ke Google Sheets.

B. Diagram blok

Diagram blok alat ditunjukkan dengan Gambar 1 berikut. Power supply bertindak sebagai input daya dan kertas hasil print sebagai input objek yang dideteksi sensor IR, dan push button sebagai tombol reset harga dan pengiriman data melalui jaringan internet [16]–[18].

Figure 2. Blok Diagram Alat

NodeMCU ESP8266 berfungsi sebagai pemroses logika pada program yang telah dibuat. Setelahnya, terdapat tiga output berupa buzzer sebagai indikator saat sensor IR aktif, LCD I2C 20x4 sebagai penampil harga ke pelanggan, dan Google Sheets sebagai lokasi rekap pendapatan[19], [20].

C. Wiring diagram

Pengkabelan / wiring diagram komponen mulai dari NodeMCU ESP8266, sensor IR, buzzer, push button dan LCD I2C 20x4 ditampilkan pada gambar berikut.

Figure 3.Wiring Diagram Keseluruhan dari Alat Paper Counter

Seperti yang terlihat pada Gambar 3, wiring atau pengkabelan komponen berpusat pada NodeMCU ESP8266 sebagai otak pemrosesan program dari alat. Detail mengenai pengalamatan pin komponen alat seperti yang terlihat pada Tabel 1 di bawah ini.

Dari Tabel 1 di atas, pengkabelan alat menggunakan pin dari NodeMCU ESP8266 diantaranya D5 untuk sensor IR, D2 dan D1 untuk SDA/SCL dari LCD I2C 20x4, lalu D6 untuk buzzer dan D4 untuk push button, dan pin VCC/GND untuk tiap-tiap VCC/GND komponen.

D. Pushingbox

Pushingbox merupakan situs web berbasis cloud yang menyediakan layanan pihak ketiga untuk mengirimkan notifikasi ketika ada trigger pada perangkat IoT yang terhubung dengan API (Application Programming Interface) mereka secara real-time. Dengan menggunakan akun gratis, pengguna dapat mengirim setidaknya 100 permintaan (request) per-harinya. Jumlah permintaan ini lebih dari cukup untuk transaksi yang dilakukan oleh Aslaka Center.

Figure 4.Tampilan Laman Service Pushingbox

Laman service berisi layanan yang digunakan dalam penelitian. Diantara layanan yang digunakan adalah layanan “email”, berisi akun dengan Google Sheets dan “custom URL” yang berisi url dari Google Form untuk integrasi scenario di Pushingbox.

Figure 5.Tampilan Laman Scenario Pushingbox

Konfigurasi selanjutnya dilakukan pada laman scenarioseperti yang terlihat pada Gambar 5, dimana peneliti memasukkan key yang didapatkan dari Google Form, kemudian memasukkan data yang akan dikirim ke Google Sheets berupa “counter” yaitu jumlah total kertas dan “harga” yaitu total harga yang dihasilkan oleh pelanggan.

Hasil dan Pembahasan

Setelah alat selesai dirangkai, langkah berikutnya adalah melaksanakan prosedur pengujian untuk mengetahui tingkat reliabilitas dan akurasi kesesuaian alat dengan perencanaan awal, agar bisa ditarik kesimpulan dan evaluasi untuk penelitian yang lebih baik kedepannya.

A. Hasil pengujian sensor IR

Pengujian pertama dilakukan untuk mengetahui kemampuan sensor IR dalam mendeteksi objek berupa kertas dalam rentang jarak tertentu, buzzer digunakan sebagai indikator ketika sensor berhasil mendeteksi objek.

Figure 6.Proses Pengujian Jarak Sensor IR dengan Jarak 2 cm dan 3 cm

Pengujian sensor IR menggunakan dua rentang jarak yang berbeda, yaitu 2 cm dan 3 cm, serta dilakukan masing-masing sepuluh kali. Di bawah ini adalah Tabel 2 yang menunjukkan hasil pengujian sensor IR dengan jarak 2 cm dari objek kertas selama sepuluh kali pengujian.

Hasil pengujian sensor IR dengan jarak 2 cm dari objek kertas menunjukkan hasil optimal. Sensor berhasil mendeteksi kertas, buzzer berbunyi, dan jumlah kertas yang tampil pada LCD ikut bertambah.

Kemudian, pengujian selanjutnya adalah menempatkan objek kertas dengan jarak sebesar 3 cm dari sensor IR. Pengujian dilakukan sebanyak sepuluh kali dan hasilnya dapat dilihat dalam Tabel 3 di bawah ini.

Dari hasil pengujian yang dilakukan masing-masing sepuluh kali dan ditampilkan pada Tabel 2 dan Tabel 3, sensor IR mampu secara optimal mendeteksi objek kertas dengan rentang jarak 2 cm dan 3 cm dari objek kertas. Jika jarak kertas melebihi 4 cm, maka sensor tidak akan aktif karena tidak mendeteksi apapun. Pengujian buzzerpada dua pengujian di atas berjalan dengan baik. Hal ini ditandai dengan suara dari buzzer yang keluar saat sensor IR aktif. Pengujian logika counter terbukti dapat berfungsi ketika sensor IR berulang kali mendeteksi kertas, jumlah kertas yang tampil pada layar LCD ikut bertambah.

B. Hasil pengujian pengiriman data ke G oogle S heets

Setelah menguji sensor, pengujian selanjutnya dilakukan pada display LCD I2C 20x4 dan pengiriman data hasil pembacaan sensor berupa variabel “Jumlah” dan “Harga” ke Google Sheets. Setelah sensor IR mendeteksi semua kertas yang keluar dari printer, pengguna lalu menekan push button untuk me-reset harga yang muncul pada LCD dan di saat yang sama, mengirimkan data tersebut ke Google Sheets. Setelah melalui sepuluh kali percobaan, alat terbukti berhasil mengirimkan data yang sesuai dengan hasil pembacaan sensor.

Tabel 4 menunjukkan hasil sepuluh kali pengujian proses pengiriman data dari alat ke Google Sheets.

Berdasarkan tabel di atas, alat bekerja dengan baik dalam menampilkan total harga dan jumlah kertas ke pelanggan yang mencetak dokumen melalui layar LCD I2C 20x4 dan data hasil print yang dikirim ke Google Sheets untuk keperluan rekap pendapatan Aslaka Centerterbukti cocok dan tercatat dengan rapi.

Figure 7.Hasil Pengujian Pengiriman Data Ke Google Sheets

Gambar 7 menunjukkan data pada Google Sheets yang berhasil dikirim melalui protokol internet of thingsdan API Pushingbox. Data-data yang ada pada Google Sheets diantaranya waktu pengiriman data, jumlah lembar kertas, dan total harga yang dihitung berdasarkan jumlah kertas.

C. Pengujian keseluruhan alat

Untuk menguji tingkat ketepatan alat dalam melakukan perhitungan dibandingkan dengan hasil hitung manual, hasil pengujian ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 4 menampilkan hasil dari sepuluh kali pengujian. Perhitungan yang dilakukan oleh alat memiliki tingkat akurasi 100% Ketika dibandingkan dengan perhitungan yang dilakukan secara manual dimana logika counter berupa jumlah total lembar kertas dikalikan dengan harga per kertas yaitu Rp700. Tampilan LCD I2C 20x4 saat alat berjalan ditunjukkan melalui gambar di bawah ini.

Figure 8.Tampilan LCD I2C 20x4 Saat Alat Bekerja

Gambar 8 menampilkan layar LCD dengan data berupa “Jumlah” dan “Harga” yang bisa dilihat secara jelas oleh operator dan pelanggan.

Figure 9. Tampilan LCD Setelah Push Button Ditekan dan Mengirimkan Data ke Google Sheets

Gambar 9 menampilkan kondisi layar LCD I2C 20x4 setelah push button ditekan dimana data hasil pembacaan sensor dikirim ke Google Sheets. Hal ini ditandai dengan teks yang berisi variabel “jumlah lembar kertas” dan “harga” lalu diikuti teks “data published” yang menunjukkan bahwa data tersebut dikirim melalui jaringan internet. Setelah proses ini, LCD I2C 20x4 akan kembali ke kondisi awal dimana data jumlah kertas dan total harga adalah nol.

D. Skenario permasalahan jaringan saat pengiriman data

Dalam penelitian ini, peneliti melihat adanya kemungkinan jaringan Wi-Fi wireless@umsida.ac.id, yang memiliki kecepatan 30 Mbps dan tergolong cepat, tiba-tiba melambat atau terputus ketika data akan dikirim ke Google Sheets. Troubleshooting dilakukan ketika terdapat masalah pada koneksi internet yang menghambat proses pengiriman data dari NodeMCU ESP8266 ke Google Sheets.

Figure 10.Hasil Uji Kecepatan Wi-Fi wireless@umsida.ac.id yang Terhubung Dengan Alat

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Zulfahmi pada tahun 2021 dimana NodeMCU ESP8266 dihubungkan dengan jaringan internet dengan kecepatan 2,9 Mbps, hasil pengiriman data ke database menunjukkan rata-rata delay di angka 14 detik [21]. Hal ini menunjukkan bahwa, kecepatan internet berpengaruh terhadap kecepatan pengiriman data dan selama NodeMCU ESP8266 tetap tersambung dengan jaringan internet, maka proses pengiriman data dari alat akan bisa dilakukan meski dengan delay yang berbeda-beda.

Apabila jaringan internet yang terhubung pada alat tiba-tiba terputus, perlu adanya mitigasi sehingga data transaksi bisa tercatat dengan baik. Secara fungsi, alat bisa berjalan secara manual, dalam artian, proses perhitungan jumlah kertas dan total harga serta proses menampilkannya ke pelanggan tetap bisa dilakukan meski tanpa koneksi internet. Alternatif yang bisa dilakukan menghubungkan NodeMCU ESP8266 dengan jaringan internet lain atau melakukan pencatatan manual menggunakan nota resmi milik Aslaka Center.

Kesimpulan

Pengujian sensor IR dalam mendeteksi kertas yang keluar dari printer berhasil dilakukan dengan rentang jarak antara 2 cm dan 3 cm, buzzer sebagai indikator berfungsi dengan baik dengan mengeluarkan bunyi ketika sensor IR aktif. Setelah sepuluh kali pengujian, proses otomasi perhitungan harga print konsisten dengan logika yang diberikan dimana tiap lembar kertas yang terdeteksi dikalikan dengan harga Rp700. LCD I2C 20x4 yang berfungsi sebagai display berhasil menampilkan total harga dan jumlah kertas yang dapat dilihat secara jelas dan transparan oleh pelanggan. Push buttonberfungsi optimal untuk mengirimkan data pembacaan sensor ke Google Sheets dan me-reset nilai harga dan jumlah kertas pada LCD. Akurasi 100% berhasil dicapai dengan indikator berupa kecocokan data yang tampil di LCD I2C 20x4 dengan data yang ada pada Google Sheets berupa waktu pengiriman, jumlah kertas, dan total harga pada tiap transaksi.

References

1. S. Sandy, "Consumer Behavior Study in Choosing Prima Print Printing Services in Surabaya," SNITER, vol. 4, no. 1, pp. 1-5, 2020.
2. A. Pratama, "Marketing Strategy Analysis of Printing Services Using SWOT Method and Analytic Hierarchy Process," JIME, vol. 4, no. 1, pp. 12-21, May 2020.
3. H. Hendryadi and D. Purnamasari, "Brand Image Relationship Model, Quality Perception, Price and Consumer Buying Intention," JEMI, vol. 27, no. 01, pp. 10-25, Jun. 2018.
4. R. Suwandahwana, "Design and Manufacture of Sheet Counting Tools for Print Process Results," Undergraduate Thesis, Universitas Pasundan, Bandung, 2019.
5. A. Sutanto, A. Adimulyono, and F. Widyani, "Internet of Things-Based Sheet Counting Tool Using Infrared at PT Indah Kiat," National Seminar on Information Technology and Multimedia, vol. 6, no. 1, 2018.
6. A. L. Alviero and D. S. Nugroho, "Automatic Paper Counter Tool Based on IoT," Undergraduate Thesis, Polytechnic of Manufacturing, Bangka Belitung, 2023.
7. R. C. Alamsyah and M. B. Chaniago, "Design of Cloud Computing Based Gas Detection Systems using NodeMCU ESP8266 Microcontroller," IJID, vol. 8, no. 2, pp. 67, Mar. 2020.
8. M. Jamil, I. H. A. Wahab, K. Kiswanto, and H. Alting, "Arduino Programming and Internet of Things," 1st ed. Yogyakarta: Deepublish Publisher, 2022.
9. L. Pitriyanti, Y. Saragih, and U. Latifa, "Infrared Module Implementation in the Design of Smart Detection For Automatic Queue based on IoT," POLEKTRO, vol. 11, no. 2, pp. 188-193, 2022.
10. M. S. Erstiawan and A. Y. Alifianto, "Utilization of Google Spreadsheet Sales at Majapahit Stall in Mojokerto," Ekobis Abdimas: Journal of Community Service, vol. 2, no. 2, pp. 50-57, Dec. 2021.
11. A. M. Aafi, J. Jamaaluddin, and I. Anshory, "PZEM-017 Sensor Implementation for Monitoring Current, Voltage and Power in Solar Panel Installations with Data Logger System Using Google Spreadsheet and Smartphone," National Seminar on Electrical Engineering, Information Systems, and Informatics Engineering, vol. 2, pp. 191-196, 2022.
12. B. S. Sejati and I. Anshory, "Over-head Crane Control System With Wireless Control Using Android Smartphone and Arduino-based LCD Display," Journal of Symmetry Engineering, vol. 1, no. 2, pp. 39-45, 2019.
13. E. A. Suprayitno, I. Anshory, and J. Jamaaluddin, "Smart Home Integrated With Internet Of Things (Iot) In The Digital Era Of Industry 4.0," IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 874, no. 1, p. 012010, Jun. 2020.
14. Moch. D. Septiyan, I. Anshory, A. Ahfas, and J. Jamaaluddin, "Design and Build Integrated Water Filter Automation for Android Smartphones (IoT)," Indonesian Journal of Innovation Studies, vol. 14, Apr. 2021.
15. S. Sugiyono, "Quantitative, Qualitative and R&D Research Methods," Bandung: Alfabeta Publisher, 2015.
16. S. Syahrorini, A. Rahmansyah, and S. H. Pramono, "Particulate Dust Distribution Model from Chimney of Sidoarjo Sugar Factory," J-PAL, vol. 9, no. 2, pp. 111-119, Jul. 2018.
17. Y. Findawati, A. Idris, Suprianto, Y. Rachmawati, and E. A. Suprayitno, "IoT-Based Smart Home Controller Using NodeMCU Lua V3 Microcontroller and Telegram Chat Application," IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 874, no. 1, p. 012009, Jun. 2020.
18. M. M. Zakaria, J. Jamaaluddin, and I. Anshory, "Automatic Power Factor Correction System With Electric Energy Monitoring Integrated With Smartphone," National Seminar on Electrical Engineering, Information Systems, and Informatics Engineering, vol. 2, pp. 29-34, 2022.
19. N. Harpawi, "Air Quality Monitoring and Control of Honeywell HHT-080 Air Purifier Based on IoT," Journal of Electrical and Applied Machine, vol. 8, no. 1, 2022.
20. M. Wijayanti, "Arduino Uno-based Automated Height Measurement and Visitor Counter Prototype," Login: Computer Technology Journal, vol. 15, no. 2, pp. 51-56, 2021.
21. Z. Fahmi, R. Satra, and F. Fattah, "Air Height Monitoring Based on NodeMCU using Responsive Web," BUSITI, vol. 2, no. 1, pp. 1-5, Feb. 2021.