Latar Belakang dan Tujuan Penelitian
Stock opname merupakan aktivitas penting dalam manajemen gudang karena berfungsi memastikan kesesuaian antara data stok dalam sistem dengan kondisi fisik barang. Ketidaktepatan data inventaris dapat menyebabkan gangguan operasional, kesalahan perencanaan pengadaan, dan penurunan kualitas layanan. Sistem stock opname yang masih manual umumnya menghadapi berbagai masalah, seperti proses pencatatan yang memakan waktu, keterlambatan rekapitulasi, serta tingginya risiko human error.
Dalam konteks tersebut, penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem stock opname portabel berbasis ESP32 dan barcode scanner GM67 yang mampu melakukan pencatatan stok barang masuk dan keluar secara otomatis dan real-time. Melalui pemanfaatan konsep IoT, data hasil pemindaian dikirim langsung ke basis data pusat di cloud, sehingga proses pencatatan menjadi lebih cepat, akurat, serta lebih mudah dipantau. Implementasi dilakukan pada gudang Bengkel AHAAS sebagai studi kasus untuk melihat dampak teknologi ini terhadap efisiensi manajemen inventaris di lingkungan usaha skala kecil/menengah.
Metode Penelitian dan Tahapan Pengembangan
Penelitian menggunakan pendekatan Research and Development (R&D) dengan beberapa tahapan yang saling berkaitan. Tahapan utama meliputi studi pustaka, observasi lapangan, perancangan sistem, implementasi perangkat keras dan perangkat lunak, pengujian, analisis data, serta perbaikan sistem secara iteratif.
Pada tahap studi pustaka, peneliti mengkaji referensi terkait IoT, penggunaan mikrokontroler ESP32, integrasi barcode scanner dalam sistem inventori, protokol komunikasi WiFi, serta pemanfaatan database real-time seperti Firebase. Literatur juga digunakan untuk memahami praktik terbaik dalam perancangan sistem stock opname otomatis dan manajemen gudang modern.
Observasi lapangan dilakukan di gudang Bengkel AHAAS untuk memetakan proses stock opname manual yang sudah berjalan. Kegiatan ini mencakup pengamatan alur kerja pencatatan stok, cara penomoran dan pengelompokan barang, frekuensi dan volume transaksi harian, serta hambatan operasional yang dihadapi staf gudang. Selain itu, kondisi infrastruktur jaringan di lokasi juga dianalisis untuk memastikan kesiapan implementasi sistem berbasis IoT. Hasil observasi kemudian digunakan untuk merumuskan kebutuhan fungsional dan non-fungsional sistem.
Berdasarkan temuan studi pustaka dan observasi, disusun desain konseptual sistem yang mencakup tiga aspek utama: arsitektur sistem, perangkat keras, dan perangkat lunak. Arsitektur sistem digambarkan dalam bentuk diagram blok yang menjelaskan hubungan antara perangkat pemindai, mikrokontroler, jaringan WiFi, server backend, database Firebase, dan antarmuka pengguna web. Struktur basis data dirancang dengan prinsip normalisasi agar mendukung operasi CRUD secara cepat dan akurat.
Perancangan dan Implementasi Perangkat Keras
Perangkat keras utama yang digunakan adalah mikrokontroler ESP32-WROOM-32U, barcode scanner GM67, baterai Li-ion 3,7V 700 mAh, serta modul charger TP4056. ESP32 berperan sebagai pusat kontrol yang mengatur komunikasi dengan barcode scanner melalui antarmuka UART, serta mengelola koneksi WiFi ke server dan database. GM67 digunakan untuk membaca barcode 1D/2D dengan indikator LED dan buzzer, sehingga operator dapat mengetahui keberhasilan pemindaian.
Rangkaian elektronik disusun terlebih dahulu menggunakan breadboard untuk pengujian awal, kemudian dipindahkan ke PCB universal dengan teknik soldering. Selain komponen inti, digunakan kabel jumper, header pin, switch on/off, casing plastik ABS, dan konektor pendukung lainnya. Casing dirancang agar ergonomis dan mudah dioperasikan oleh petugas gudang, sekaligus melindungi komponen elektronik di dalamnya. Sistem manajemen daya dan rangkaian pengisian baterai diatur agar perangkat memiliki waktu operasi yang cukup panjang dan proses pengisian yang aman. Beberapa gambar pendukung, seperti foto alat ESP32 barcode scanner, diagram blok, skematik rangkaian, dan flowchart alur kerja sistem, digunakan untuk menjelaskan integrasi antar komponen serta aliran data dari proses pemindaian hingga penyimpanan ke basis data dan penayangan pada website.
Perancangan dan Implementasi Perangkat Lunak
Pengembangan perangkat lunak meliputi firmware pada ESP32, backend, dan frontend web. ESP32 diprogram menggunakan Arduino IDE dengan struktur pemrograman embedded yang modular. Fungsi utama firmware mencakup pembacaan data barcode dari GM67, pengelolaan koneksi WiFi (termasuk mekanisme reconnect), pengiriman data ke Firebase melalui API, serta penanganan kesalahan dan optimasi penggunaan daya, misalnya melalui penggunaan mode sleep.
Pada sisi backend, Firebase Realtime Database digunakan sebagai media penyimpanan data stok secara real-time. Aturan keamanan (security rules) dan mekanisme autentikasi disusun untuk melindungi integritas data. API untuk operasi pengambilan, penyimpanan, dan pembaruan data dikembangkan dengan pendekatan RESTful. Validasi dan sanitasi data juga diimplementasikan agar data yang tersimpan konsisten dan bebas dari error input.
Antarmuka web dikembangkan menggunakan Next.js. Aplikasi web menyediakan fitur login dan logout untuk administrator, dashboard pemantauan stok, tampilan riwayat transaksi, serta fasilitas ekspor dan pelaporan data. Desain antarmuka dibuat responsif agar dapat diakses melalui desktop maupun perangkat mobile. Terdapat beberapa tampilan utama, seperti halaman login, dashboard desktop, dan dashboard mobile, yang ditampilkan sebagai contoh antarmuka sistem. Sistem menggunakan barcode scanning sebagai metode utama input data, namun tetap menyediakan opsi input manual sebagai cadangan.
Diagram use case menunjukkan bahwa sistem berfokus pada satu aktor utama, yaitu administrator, yang memiliki hak untuk melakukan login, mengelola data stok, melihat laporan, dan melakukan proses keluar-masuk barang melalui antarmuka sistem. Mekanisme autentikasi menjadi bagian penting untuk memastikan hanya pengguna yang berwenang yang dapat mengakses sistem.
Pengujian Sistem dan Hasil yang Diperoleh
Pengujian sistem dilakukan secara bertahap, dimulai dari unit testing, integration testing, hingga pengujian lapangan di gudang Bengkel AHAAS. Unit testing mencakup pengujian terpisah terhadap ESP32, GM67, sistem daya, komunikasi UART, koneksi WiFi, serta fungsi dasar pemindaian barcode. Integration testing menguji alur lengkap mulai dari pemindaian barcode, pengiriman data ke database, hingga penampilan data pada antarmuka web.
Pengujian lapangan menggunakan barcode standar tipe Code 128 dengan ukuran 6,3 cm × 1,5 cm, dicetak pada kertas putih dengan resolusi 300 DPI. Barcode dipastikan dalam kondisi fisik baik dan tidak rusak untuk menjaga konsistensi hasil pengujian. Pengujian dilakukan dalam kondisi lingkungan gudang yang mendekati penggunaan nyata.
Beberapa parameter utama yang diuji adalah waktu tunda (delay) pengiriman data ke database, jarak pemindaian, sudut kemiringan pemindaian, akurasi pembacaan, serta kestabilan koneksi. Pengukuran waktu delay dilakukan sebanyak 15 kali, dan diperoleh waktu respon rata-rata sekitar 2,24 detik dengan rentang antara 1,9 sampai 3,5 detik. Hal ini menunjukkan sistem mampu mengirim data ke database dengan waktu yang relatif singkat dan konsisten.
Pengujian jarak pemindaian menunjukkan bahwa pada jarak 3–9 cm, barcode tidak terbaca, sedangkan pada jarak 11–31 cm barcode terbaca dengan baik. Dengan demikian, rentang jarak operasional optimal berada pada 11–31 cm, dengan tingkat keberhasilan jarak sekitar 73,3% dari seluruh percobaan yang dilakukan. Pengujian sudut kemiringan menunjukkan zona optimal pada kisaran 55°–130°, dengan tingkat keberhasilan 100% pada rentang tersebut. Di luar rentang sudut tersebut, pembacaan barcode cenderung gagal, dan tingkat keberhasilan kumulatif untuk parameter sudut mencapai sekitar 60%. Secara keseluruhan, pada kondisi operasional optimal (jarak 11–31 cm dan sudut 55°–130°), sistem mencapai akurasi pemindaian barcode hingga sekitar 98%. Error yang masih terjadi, sekitar 2%, umumnya disebabkan oleh faktor eksternal seperti kualitas fisik barcode atau kondisi pencahayaan yang kurang baik. Kestabilan koneksi WiFi juga diuji dan menunjukkan tingkat stabilitas sekitar 95%. Dari sisi daya, ketahanan baterai berada pada kisaran 4–6 jam operasi kontinu, yang dinilai cukup untuk skenario penggunaan tertentu di gudang.
Analisis, Perbaikan, dan Optimasi Sistem
Data hasil pengujian dianalisis secara kuantitatif dan kualitatif. Analisis kuantitatif menggunakan statistik deskriptif untuk menghitung rata-rata waktu respon, tingkat keberhasilan, error rate, serta pengaruh variasi jarak dan sudut pemindaian terhadap akurasi sistem. Analisis kualitatif dilakukan melalui observasi perilaku sistem selama pengujian, pendokumentasian kendala yang muncul, serta penilaian kemudahan penggunaan dari sudut pandang operator.
Berdasarkan hasil evaluasi, dilakukan beberapa perbaikan dan optimasi. Pada sisi perangkat keras, dilakukan peningkatan desain fisik perangkat, penyesuaian tata letak komponen untuk kenyamanan penggunaan, serta optimasi konsumsi daya untuk memperpanjang waktu pakai. Sistem indikator LED dan buzzer juga dioptimalkan agar memberikan umpan balik yang jelas kepada pengguna. Pada sisi perangkat lunak, algoritma pengolahan data dan manajemen koneksi diperbaiki untuk menurunkan waktu respon dan meningkatkan ketahanan terhadap gangguan jaringan. Antarmuka web disempurnakan berdasarkan umpan balik pengguna agar lebih mudah digunakan dan informatif. Selain itu, ditambahkan mekanisme logging dan debugging untuk memudahkan proses pemeliharaan dan perbaikan di masa depan. Di tingkat sistem, dilakukan penyetelan ulang konfigurasi WiFi, optimasi query ke database, serta penerapan mekanisme backup dan pemulihan data guna meningkatkan keandalan sistem secara keseluruhan.
Kesimpulan Utama Penelitian
Penelitian ini berhasil merancang dan mengimplementasikan sistem barcode scanner berbasis IoT dengan mikrokontroler ESP32 dan scanner GM67 yang terintegrasi dengan database Firebase dan antarmuka web. Sistem mampu mengotomatisasi proses stock opname di gudang Bengkel AHAAS dengan kinerja yang baik. Pada kondisi operasional optimal, akurasi pemindaian mencapai sekitar 98%, waktu respon rata-rata sekitar 2,24 detik, kestabilan koneksi WiFi sekitar 95%, dan daya tahan baterai berkisar 4–6 jam operasi berkelanjutan, dengan jarak dan sudut pemindaian optimal masing-masing 11–31 cm dan 55°–130°.
Secara praktis, sistem ini menunjukkan bahwa teknologi IoT dapat diterapkan secara ekonomis pada sektor UMKM untuk meningkatkan efisiensi manajemen gudang dan mengurangi ketergantungan pada pencatatan manual. Secara akademik, penelitian ini memberikan kontribusi berupa data empiris terkait performa integrasi ESP32 dan GM67 dalam konteks sistem inventori, serta menyajikan metodologi evaluasi sistem IoT yang komprehensif. Penelitian ini masih memiliki keterbatasan, terutama karena pengujian dilakukan dalam cakupan yang relatif terbatas dan belum mencakup implementasi skala besar dengan banyak perangkat dan variasi kondisi operasional. Namun, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pendekatan ini layak untuk dikembangkan lebih lanjut. Rekomendasi pengembangan ke depan mencakup peningkatan hardware, misalnya dengan integrasi teknologi computer vision, pengembangan software dengan pemanfaatan machine learning untuk analisis data yang lebih cerdas, serta kajian skalabilitas sistem untuk penerapan multi-perangkat dan multi-lokasi pada lingkungan pergudangan yang lebih kompleks.
Referensi
[1] M. V. Jeremi and D. Herwanto, “Analisis Implementasi Stock Opname Internal pada Manajemen Pergudangan Perusahaan (Studi Kasus: PT. Granitoguna Building Ceramics),” J. Serambi Eng., vol. 6, no. 1, pp. 1616–1623, 2021, doi: 10.32672/jse.v6i1.2651.
[2] S. A. N. Maulana, E. Wijayanti, and …, “Pengunaan Barcode dalam Sistem Inventory Modern untuk Meningkatkan Akurasi dan Kecepatan Operasional: Utilization of Barcode Technology in Modern …,” … Mach. Learn. …, vol. 5, no. July, pp. 807–818, 2025, [Online]. Available: https://www.journal.irpi.or.id/index.php/malcom/article/view/1943
[3] W. Widhiarso and R. Ernawati, “Analisis Penyebab Ketidakcocokan Stock Opname Komponen Sparepart Di Gudang Sparepart,” RADIAL J. Perad. Sains, Rekayasa dan Teknol., vol. 10, no. 1, pp. 181–191, 2022, doi: 10.37971/radial.v10i1.279.
[4] M. Jims, “Analisis Dan Perancangan Sistem Stock Opname Berbasis Web Pada Pt Cakra Medika Utama,” STORAGE J. Ilm. Tek. dan Ilmu Komput., vol. 2, no. 4, pp. 201–213, 2023, doi: 10.55123/storage.v2i4.2945.
[5] Espressif Systems, “ESP32 Series,” Esp32, pp. 1–65, 2021, [Online]. Available: https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s2_datasheet_en.pdf
[6] F. Risha, S. Wulan Dari, and T. Adi Tama Nasution, “Prototype Smart Packet Box Cash On Delivery Menggunakan ESP-32 Cam,” Maj. Iptek Politek. Negeri Medan Polimedia, vol. 26, no. 03, pp. 1–10, 2023.
[7] P. Studi, P. Teknik, F. Teknik, and U. N. Jakarta, “SISTEM AKSES KONTROL RUANG KELAS DAN PRESENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN QR CODE DENGAN GM67 SCANNER DAN SENSOR PIR BEDASARKAN JADWAL KELAS PERKULIAHAN BERBASIS IOT BESERTA,” 2025.
[8] R. Setiawan, N. P. Sugihartanti, and M. I. Ibadurrahman, “Sistem Manajemen Gudang Bebasis Web dengan Teknologi Barcode Scanner pada Industri Manufaktur : Sebuah Kajian Literatur Web-based Warehouse Management System using Barcode Scanner Technology in Manufacturing Industries : A Literature Review,” Integr. J. Ilm. Tek. Ind., vol. 09, no. 02, pp. 124–135, 2024.
[9] A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash, “Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 2347–2376, 2015, doi: 10.1109/COMST.2015.2444095.
[10] S. Astrida Panjaitan and R. Utami, “Penerapan Barcode Scanner Pada Stok Barang Di Pt. Sari Pati,” J. Sains dan Teknol. Widyaloka, vol. 3, no. 1, pp. 75–90, 2024, [Online]. Available: https://jurnal.amikwidyaloka.ac.id/index.php/jstekwid/article/view/255
[11] D. Kusnadi and E. R. Yulia, “Sistem Informasi Program Stock Opname Berbasis Website,” IMTechno J. Ind. Manag. Technol., vol. 4, no. 1, pp. 21–25, 2023, doi: 10.31294/imtechno.v4i1.1548.
[12] A. Saputri and A. M. Hirzan, “Aplikasi Manajemen Inventori Berbasis Mobile Menggunakan Flutter Dan Firebase Realtime Database,” J. Inform. dan Tek. Elektro Terap., vol. 12, no. 3, pp. 1586–1592, 2024, doi: 10.23960/jitet.v12i3.4324.
[13] K. Arya Bayu Wirya Kesuma, I. N. Y. A. Wijaya, and I. G. J. E. Putra, “Implementasi Next.Js, Typescript, Dan Tailwind Css Untuk Pengembangan Aplikasi Frontend Sistem Inventory Perusahaan Apar (Studi Kasus: CV Indoka Surya Jaya),” Jikom J. Inform. dan Komput., vol. 14, no. 2, pp. 95–108, 2024, doi: 10.55794/jikom.v14i2.195.
[14] P. Melsted, V. Ntranos, and L. Pachter, “The barcode, UMI, set format and BUStools,” Bioinformatics, vol. 35, no. 21, pp. 4472–4473, 2019, doi: 10.1093/bioinformatics/btz279.
[15] Hangzhou Grow Technology Co. Ltd, “GM65 bar code reader module user manual,” pp. 1–56, 2019.