Smart Shoe Care: Enhancing Drying Efficiency and Material Preservation

Abstract

This scientific article presents a novel approach to address the challenges of shoe drying by developing a controlled shoe drying system. The system utilizes a NodeMCU ESP8266 microcontroller with internet connectivity, enabling monitoring and control of the drying process via a smartphone application. By integrating temperature and humidity sensors, the system optimizes the drying time and prevents damage to shoe materials, thus ensuring the preservation of their quality. The research objectives were to enhance drying efficiency, reduce drying time, and maintain the integrity of shoe materials. Experimental methods involved the design and implementation of the system, followed by rigorous testing and evaluation. The results demonstrated significant improvements compared to conventional shoe dryers, reducing drying time from 1-2 days to an efficient duration. The implications of this research are profound, as the developed system offers a sustainable solution to shoe drying, contributing to the preservation of shoe materials and reducing wastage. The findings have relevance for the global footwear industry, with potential applications in shoe care services and consumer households alike.

Highlights:

Efficient shoe drying: The developed controlled system optimizes the drying process, reducing the drying time significantly compared to conventional methods.
Material preservation: The integrated temperature and humidity control prevents damage to shoe materials, ensuring their quality and longevity.
Smart technology application: The use of NodeMCU ESP8266 microcontroller with internet connectivity enables remote monitoring and control of the shoe drying system, enhancing convenience and accessibility.

Keywords: Shoe drying, Controlled system, Temperature and humidity control, Material preservation, Smart technology.

Pendahuluan

Produksi sepatu di indonesia masuk dalam urutan 4 besar di dunia dengan jumlah produksi 1,4 miliar pasang pada tahun 2018,. Selain itu, indonesia juga menjadi konsumen sepatu terbesar ke-4 dengan jumlah konsumsi 886 juta pasang sepatu. Sepatu terbuat dari berbagai jenis bahan dengan merek dan model yang berbeda-beda. Proses perawatan setiap bahan sepatu juga berbeda-beda . Sehingga banyak jasa laundry sepatu. Salah satu perawatan sepatu adalah saat proses pengeringan , dalam proses pengeringan masih memakai kipas angin sehingga proses pengeringan sekitar 1 sampai 2 hari baru bisa kering. Ketika proses pengeringan menggunakan cahaya matahari justru akan merusak bahan sepatu dan kualitas warna akan memudar. Jika bahan terbuat dari kulit akan merusak lapisan kulit. Maka diperlukan alternatif lain untuk bisa mengeringkan sepatu secara singkat. Dengan membuat alat pengering sepatu yang dikontrol melalui NodeMCU ESP8266 terhubung dengan smartphone, sehingga sumber panas yang dihasilkan alat pengering sepatu berasal dari heater blow dapat didistribusikan ke seluruh ruang pengering . Dapat ditambahkan sensor suhu dan kelembaban serta timer untuk mengontrol waktu yang dibutuhkan dari alat pengering sepatu , , . Dengan adanya alat pengering sepatu yang terkontrol dari jarak jauh dapat mempermudah proses pengeringan menjadi lebih cepat dan tidak merusak bahan sepatu .

Metode

Pengeringan adalah pemisahan kandungan air pada bahan sepatu, untuk mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat salah satunya dengan menggunakan proses pemanasan. Proses pengeringan dimana air diuapkan pada udara titik jenuh yang dihembuskan pada bahan sepatu agar menjadi kering. Air menguap pada suhu rendah dari titik didih, karena perbedaan kandungan uap air pada fasa gas. Fasa gas tersebut dengan media pengering digunakan untuk menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air. Salah satu faktor untuk mempercepat proses pengeringan adalah kecepatan angin atau udara mengalir. Udara yang tidak mengalir menyebabkan kandungan uap air di sekitar bahan akan semakin jenuh sehingga proses pengeringan akan semakin lama. Untuk mengetahui kadar air dari suatu bahan sepatu dapat diperoleh dengan persamaan 1 .

Kadar Air % = X 100%(1)

Proses Pengeringan
Sistem Kontrol

Sistem pengontrolan suhu untuk pengering sepatu yang akan dibuat sekarang menggunakan NodeMCU ESP8266 sebagai kontrol utama yang berfungsi untuk penghubung hardware ke Smartphone. Menggunakan sensor SHT11 sebagai pembacaan suhu dan kelembaban yang nantinya ditampilkan di LCD 16X2 dan di aplikasi blink dan settingan timer akan mematikan heater blow dan kipas secara otomatis , . Berikut diagram blok dari sistem kontrol. Seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. menjelaskan diagram blok sistem kontrol, sensor SHT11 menuju NodeMCU ESP8266 dimana data diolah hasilnya ditampilkan di LCD 16X2. Smartphone berfungsi utnukmemberikan perintah mematikan dan menghidupkan kipas dan heater blow.

Diagram Blok Sistem Kontrol
Flowchart Sistem

Kontrol suhu dan pembacaan kelembaban pengering sepatu bekerja secara otomatis, dengan mengatur suhu dan timer yang di inginkan pada aplikasi blynk di smartphone. Sensor SHT11 akan memberikan sinyal pada NodeMCU ESP866 ketika suhu yang inginkan sudah mencapai 50-60°C maksimal suhu pengering. Kipas dan heater blow akan mati jika telah mencapai nilai maksimum yang ditentukan, tetapi jika suhu sudah turun dari batas yang ditentukan maka heater blow dan kipas akan hidup kembali. Saat timer sudah sesuai dengan yang ditentukan maka secara otomatis akan mematikan alat. Proses pengeringan sepatu dapat di monitoring melalui LCD dan tampilan suhu terbaca pada aplikasi blynk di smartphone. Program kontrol suhu dan kelembaban pengering sepatu untuk memudahkan pembuatan perlu dibuat flowchart. Berikut perancangan flowchart dapat dilihat pada Gambar 2.

Flowchart Program Kontrol
Diagram Desain Alat

Gambar 3. Merupakan diagram desain alat yang menggambarkan sistem kerja dari sistem kontol suhu dan kelembaban untuk pengering sepatu berbasis android. Untuk mengontrol suhu dan kelembaban membutuhkan sensor SHT11 sebagai pembaca suhu dan kelembaban, output dari sensor SHT11 dimasukkan pada inputan NodeMCU ESP8266 yang selanjutnya diperoses dan output dari hasil pembacaan suhu dan kelembaban akan ditampilkan di LCD 16X2 dan monitoring diaplikasi blynk pada smartphone. Ketika suhu yang terbaca sudah pada suhu yang ditentukan di awal pada aplikasi blynk pada smartphone maka memberikan sinyal pada NodeMCU ESP8266 sehingga akan mematikan relay yang terhubung dengan kipas dan heater blow sebagai sumber panas.

Hasil dan Pembahasan

Pengujian perangkat lunak (Software) menggunakan program C++ yang ditanam pada Arduino 1.8.7 IDE. Program yang dibuat meliputi coding untuk sensor SHT11 sebagai pembacaan suhu dan kelembaban, kemudian diproses oleh mikrokontroler NodeMCU, dan ditampilkan pada smartphone dan LCD 20X4. Tampilan coding program NodeMCU dapat dilihat pada Gambar 4.

Pengujian sensor SHT11 dibandingkan dengan alat ukur lain, sehingga didapatkan data seperti pada Tabel 1, dengan nilai rata-rata untuk suhu dari sensor adalah 31.9^oC untuk termometer sebesar 31 C. Kelembaban dari sensor adalah 63.2% untuk higrometer sebesar 64.2%. Standar deviasi suhu dari sensor adalah 0.071 dan kelembaban adalah 0.447, sedangkan alat ukur pembanding suhu serta kelembaban mendekati 0. Sehingga alat bekerja dengan optimal.

Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian Sensor SHT11
Pengujian Kondisi Basah Dan Kering Sepatu Pantofel

Pengujian bahan basah dan kering sepatu pantofel dilakukan untuk mengetahui kondisi basah atau kering bahan sepatu pantofel setelah dilakukan proses pengeringan dengan menggunakan alat pengering sepatu seperti pada Gambar 5. Dalam pengujian didapat data kondisi sepatu sebelum dan setelah dikeringkan menggunakan alat pengering sepatu. Hasil pengujian yang dilakukan 3 kali setiap merek dan ukuran sepatu serta masing-masing dilakukan sebanyak 5 kali kondisi basah dan kering sepatu pantofel. Untuk percobaan pada merek sepatu calief ukuran 40 didapat kondisi sepatu kering pada suhu 40°C dengan waktu 60 menit dan kelembaban 33%. Percobaan pada merek sepatu baldo dengan ukuran 41 didapat kondisi sepatu kering pada suhu 40°C dengan waktu 55 menit dan kelembaban 33%. Sepatu yang ketiga dengan merek oxford ukuran 43 didapat kondisi kering pada suhu 40°C dengan waktu 50 menit dan kelembaban 35%.

Pengujian jarak dilakukan untuk mengetahui sejauh mana transfer data antara NodeMCU ESP8266 dengan smartphone. Dalam pengujian didapat data transfer ke smartphone. Hasil pengujian untuk setiap smartphone dilakukan 5 kali pada jarak transfer data yang berbeda-beda. Untuk jarak yang paling dekat dari lokasi pengujian di Jl. Kartini No. 46 B yaitu 3,7 Km yang bertempat di Serujo, Gg.Gajah Rt11 Rw02 Pucanganom, Sidoarjo dan yang paling jauh yaitu 7,7 Km yang bertempat di Jl. Masjid Urangagung Rt13 Rw05 Sidoarjo. Dalam setiap jarak pengujian dilakukan 2 kali percobaan yaitu diluar dan didalam bangunan. Dalam pengujian semuanya berjalan dengan optimal ditandai dengan rata-rata dari semua alat bernilai 1 yang artinya semua alat bekerja dengan optimal. Dan standar deviasi dari semua komponen alat bernilai 0 yang artinya semua alat berjalan dengan optimal.

Dari hasil data pengujian pada Tabel 1. menunjukkan pembacaan sensor SHT11 mendekati nilai dengan alat yang terdapat dipasaran dan standar deviasi pembacaan suhu sebesar 0.071 dan demikian juga nilai kelembaban juga mendekati nilai alat yang terdapat dipasaran untuk nilai standar deviasi 0.447. Sehingga pembacaan sensor SHT11 bisa dikatakan optimal. Untuk Tabel 2. juga dilakukan pengujian kondisi basah dan kering pada jenis sepatu pantofel, jenis data pengujian untuk 3 merek sepatu dan setiap merek sepatu diuji sebanyak 5 kali. Pada percobaan pertama yaitu sepatu calief dengan ukuran 40 bisa kering pada suhu 40°C dengan lama pengeringan 60 menit dan kelembaban 33 %.

Dilakukan juga pengujian jarak transfer IoT menggunakan 5 buah smartphone yang berbeda-beda dengan jarak yang berbeda pula. Setiap jarak juga dilakukan 2 kali pengujian yaitu di dalam ruangan serta di luar ruangan dengan jarak paling dekat yaitu 3,7 Km di Serujo,Gg.Gajah Rt 11 Rw 02 Pucanganom, Sidoarjo dan yang paling jauh dengan jarak 7,7 Km di Jl. Masjid Urangagung Rt13 Rw 05 Sidoarjo.

Kesimpulan

Dari hasil pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pengendali suhu dan kelembaban pada pengering sepatu yang berbasis smartphone, untuk pembacaan dengan menggunakan sensor SHT11 berfungsi secara optimal terhadap rata-rata suhu ruang sebesar 31,9°C dan besarnya kelembaban 63,2 %. Dengan menggunakan smartphone dapat memantau dan mengontrol proses pengering sepatu dengan jarak terjauh 7,7 Km.