Rancangan Smart Trash Bin: Pemilahan Sampah Organik dan Anorganik

Ikhlasul Amal dan Benfano Soewito

Seiring bertambahnya populasi penduduk di dunia juga meningkatkan bertambahnya jumlah sampah di dunia. Khususnya di negara Indonesia yang memiliki jumlah penduduk sebesar 267 Juta Jiwa masih menurut Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK) timbunan sampah secara nasional sebesar 175.000 ton per hari atau setara 64 juta ton per tahun jika menggunakan asumsi sampah yang dihasilkan setiap orang per hari sebesar 0,7 kg data ini diambil dari (Baqiroh, 2019). Sejumlah negara termasuk dalam daftar penghasil sampah di Dunia menurut (Jambeck, 2015) dimana Indonesia merupakan negara dengan jumlah pencemaran sampah plastik ke laut terbesar ke dua di dunia dengan tingkat pencemaran sampah 0.48–1.29 Juta Sampah/tahun. Untuk Indonesia sendiri khususnya di daerah DKI Jakarta memiliki jumlah timbunan sampah per tahun dan juga tidak terkelola dengan baik (proses penguraian sampah) berikut tabel timbunan sampah per tahun nya pada periode 2017–2018 sebagai berikut (Direktorat Pengelolaan Sampah, 2018).

Tabel Data Pengelolaan Sampah Wilayah DKI Jakarta

Dari data tersebut dapat kita simpulkan untuk di Indonesia sendiri wilayah DKI Jakarta memiliki jumlah timbunan sampah yang tergolong cukup banyak.

Akibat pada penumpukan sampah dan tidak ada sistem pengelolaan sampah yang baik (Dinas Perumahan, Pemukiman dan Pertanahan, 2018) sebagai berikut :

1. Tercemarnya tanah, air tanah dan makhluk bawah tanah.
2. Racun-racun dari partikel plastic yang masuk kedalam tanah akan membunuh hewan-hewan pengurai di dalam tanah seperti cacing.
3. PCB yang tidak dapat terurai meskipun termakan oleh binatang maupun tanaman akan menjadi racun berantai sesuai urutan rantai makanan.
4. Kantong plastic akan mengganggu jalur air yang teresap ke dalam tanah.
5. Menurunkan kesuburan tanah yang mampu menyuburkan tanah.

Selain masalah – masalah yang ditimbulkan diatas ada masalah yang ditimbulkan dari kesadaran masyarakat contoh nya  yaitu membuang sampah sembarangan di sungai – sungai akan mengakibatkan pendangkalan sungai dan penyumbatan aliran sungai yang menyebabkan banjir dan juga yang perlu di perhatikan adalah sampah plastik yang tergolong kedalam sampah anorganik dikarenakan sulit terurai dan memiliki waktu pengurai yang cukup lama.

Usaha-usaha untuk mengendalikan sampah, salah satunya adalah mempermudah proses  penanganan sampah dengan pemilahan organik dan anorganik, Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh (Mahajan, 2017) dimana penulis melakukan penelitian Smart Waste Managemnet System Using IoT membuat Smart Trash Bin dengan menggunakan mikrokontroller Raspberry Pi, Sensor Humidity (DH11) untuk memilah sampah sampah basah dan kering, dan penulis menambahkan sensor load cell dimana sensor tersebut dipergunakan untuk mengukur berat dari sampah yang di buang ke smart trash bin, semua informasi di kirim secara realtime ke android. (Almanda, 2018) melakukan sebuah penelitian dimana menggunakan mikrokontroller Arduino, memadukan dua sensor yang berbeda yaitu sensor proximity dan sensor warna (TCS230 Sensor) dimana sensor tersebut mengkatagorikan sampah menjadi organik dan anorganik, penelitian ini mendapatkan hasil rata – rata keberhasilan 92,75% pada Organik, rata – rata keberhasilan 87.4% pada Anorganik (bukan logam) dan rata – rata keberhasilan 99% pada Anorganik (logam). (Zhang, 2018) melakukan penelitian tentang Design and Manufacture of Mobile Intelligent Garbage Bin  menggunakan mikrokontroller Artmega328 mengaplikasikan Smart Trash Bin dengan module voice sebagai sistem buka tutup smart trash nya, penulis menggunakan sensor humidity (DHT11) dan juga dengan menggunakan tracing module dan drive module di fungsikan agar smart trash bisa bergerak mengikuti black line yang sudah di sediakan, sehingga mempermudah pengguna untuk membuang sampah mereka. (Shah, 2019) melakukan penelitian tentang Smart Garbage Segregation System Using IoT dimana sama dengan penulis paper sebelum nya menggunakan sensor humidity sebagai sensor untuk melakukan pemilahan sampah basah dan sampah kering, di gabungkan dengan sensor ultrasonic untuk mengetahui tingkat level sampah yang di terima, semua informasi tingkat level sampah di  kirimkan melalui SMS ke handphone pengguna. Informasi realtime tersebut membantu pengguna untuk mengetahu tempat sampah mana yang sudah penuh. (Prof. Nitin Ahire, 2020) melakukan penelitian tentang Garbage Segregation and Monitoring System dimana penulis membuat pemilahan sampah otomatis  (AWS) untuk memisahkan sampah basah dan kering, sensor yang digunakan adalah Moisture sensor untuk mendeteksi apakah sampah itu basah atau kering, penulis juga menggunakan sensor warna (TCS3200) untuk memisahkan sampah dengan kantong warna, yaitu kantong hijau dan kantong merah. Semua hasil tersebut akan ditampilkan dalam LCD.

Berdasarkan penelitian sebelumnya dan masalah mengenai sampah, maka perlu untuk mengembangkan Smart Trash Bin dengan system pemilah sampah otomatis (Organik dan Anorganik) dengan membandingkan tingkat akurasi jika menggunakan sensor kelembapan (DHT22 sensor) dengan dan sensor warna (TCS230 sensor) untuk membagi jenis sampah logam dan non logam, pembagian tersebut menggunakan warna pada sample yang digunakan untuk mendeteksi apakah sample terssebut merupakan jenis sampah logam dan non logam.

Menggunakan sensor kelembapan dikarenakan sifat sampah pada organik menurut (Dinas Lingkungan Hidup dan Kebersihan, 2020) memiliki kandungan air yang tinggi, sehingga memiliki kelembapan yang relatif tinggi dibandingkan dengan sampah anorganik yang bersifat padat (Dinas Perumahan, Kawasan Permukiman dan Pertahanan, 2019), sedangkan penggunaan sensor warna yang digunakan untuk memisahkan sampah anorganik jenis logam dan non logam berdasarkan warna sample sampah tersebut. Sensor kelembaban DHT22 dan sensor warna TCS230 akan mengekstrak data dari sampah yang dibuang ke Smart Trash Bin. Parameter yang teridentifikasi adalah tingkat kelembaban sampel sampah dan warna RGB. Kelembaban sampah dan data RGB dikirim dan disimpan di database oleh MySQL, kemudian akan ditampilkan  sebagai report pada aplikasi android.

Karena dibutuhkan sistem pemilahan sampah secara otomatis, Smart Trash Bin ini akan di peruntukan di SD, SMP dan SMA yang nanti nya sebagai sarana edukasi akan pentingnya membuang sampah pada tempat yang di sediakan sesuai kategori masing – masing sampah. Untuk sampah Organik dan Anorganik logam dan non logam dari sisi ekonomi bisa dimanfaatkan untuk di jual  di Bank Sampah.

Perancangan blok diagram dapat dilihat pada gambar dibawah, yang mana sistem akan dibuat menggunakan Arduino uno, dimana semua perangkat dan sensor sudah terhubung ke Arduino yang akan dihubungkan ke internet menggunakan Ethernet Shield dari module Wifi ESP8266, semua data yang tersimpan atau terinput didalam Arduino akan dikirim ke database MySQL dan akan tersimpan. Perancangan blok diagram ditampilkan pada gambar sebagai berikut :

Gambar 1. Blok Diagram Perancangan

Komponen – komponen pada blok diagram yang dapat dilihat pada gambar 1 adalah sebagai berikut:

1. Wifi ESP8266 sebagai module wifi agar mikrokontroller Arduino Uno dapat terkoneksi oleh Wifi.
2. Arduino UNO sebagai mikrokontroller untuk memprogram module dan sensor agar dapat terkoneksi secara benar.
3. Sensor PIR sebagai pendeteksi apabila ada pengguna yang mendekati Smart Trash Bin akan secara otomatis mengirimkan sensor untuk membuka tutup sampah.
4. Motor Servo sebagai alat untuk membuka tutup pembatas Smart Trash Bin antara kategori Organik dan Non Organik.
5. Sensor Humidity DHT22 sebagai sensor untuk membaca kelembapan sample sampah yang di masuk kan kedalam Smart Trash Bin tersebut.
6. Sensor Warna TCS230 sebagai sensor untuk membaca warna sample logam dan non logam sampah yang di masuk kan kedalam Smart Trash Bin tersebut.
7. Database MYSQL yang digunakan untuk menyimpan data dari sensor.
8. Smartphone dan Notebook sebagai sarana untuk mengakses aplikasi berbasis android.

Saat sampah akan di masukkan ke wadah Smart Trash Bin sensor PIR akan mendeteksi pancaran infra merah sehingga mengaktifkan motor servo dan penutup sampah akan terbuka, setelah itu sensor humidity DHT22 akan memberikan hasil pembacaan sensor berupa parameter humidity dan suhu. Sensor warna TCS230 akan memberikan hasil pembacaan sensor berupa parameter RGB warna, berdasarkan nilai R, G, B dapat ditentukan array warna yang sesuai dengan nilai yang didapat. Data humidity dan RGB sample sampah tersebut akan dikirimkan ke database MySQL, sample sampah anorganik akan terpisah dengan pengkategorian warna sampah logam dan non logam, di sinilah penggunaan sensor warna untuk memisahkan sampah berdasarkan warna dari sample sampah tersebut. Semua data tersebut di tampilkan sebagai report. Data yang tersimpan di database dapat juga di tampilkan ke Smartphone berupa Aplikasi berbasis android yang nantinya dapat di akses oleh pengguna. Gambaran Flowchart alur dari Smart Trash Bin yang bisa dilihat pada gambar 2 sebagai berikut.

Gambar 2. Flowchart Alur Smart Trash Bin

Dari gambar blok diagram dan flowchart alur smart trash bin tersebut, gambar 3 menampilkan gambaran rancangan alat sebagai berikut :

Gambar 3 Rancangan Alat Smart Trash Bin.

Gambar perancangan tersebut adalah Smart Trash Bin dengan menggunakan sensor kelembapan dan sensor warna, dengan system pemilahan otomatis yang akan memilahkan sampah organik dan anorganik dalam satu trash bin, dengan menggunakan sensor warna sampah anorganik akan di bagi menjadi 2 jenis menjadi sampah logam dan non logam berdasarkan dari warna sample sampah tersebut, disini penulis menggunakan warna untuk mendeteksi sampah logam dan non logam. Sampah-sampah yang di masuk kan akan ter record data nya di database MySQL, yang nanti nya akan ditampilkan ke pengguna melewati applikasi di Smartphone.

Dalam penelitian ini dibutuhkan beberapa perangkat yang digunakan untuk menunjang penelitian agar berjalan dengan lancar dan sesuai dengan topik pembahasan. Perangkat tersebut di bagi menjadi dua, yaitu perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software).