rancang bangun alat pencampur cat tembok …repository.unair.ac.id/55279/3/fv.osi.42-16 bah...
Post on 02-Mar-2019
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. i
RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK
OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC)
(BAGIAN I)
TUGAS AKHIR
Oleh :
PRATAMA BAGUS BAHARSYAH
NIM. 081310213035
PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN TEKNIK
FAKULTAS VOKASI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2016
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. ii
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. iii
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. iv
PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR
Tugas Akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan
dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai
referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebinasaan ilmiah.
Dokumen Tugas Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. v
Pratama Bagus Baharsyah, 2016, Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal Computer (PC) (Bagian I). Tugas Akhir ini di bawah bimbingan
Winarno, S.Si., M.T. dan Deny Arifianto S.Si. Prodi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.
ABSTRAK
Cat tembok merupakan cat yang bahan pelarutnya dari air.Selain berfungsi untuk memperindah, cat tembok juga berfungsi sebagai pelindung dinding rumah. Kebutuhan akan warna yang beragam terus meningkat. Sedangkan penggunaan warna cat saat ini masih sangat tergantung oleh standar warna yang tersedia di pasaran.
Rancang bangun ini bekerja melakukan pencampuran warna cat tembok berdasarkan pengontrolan komposisi warna dasar (merah, biru, hijau) dengan mengendalikan volume cat menggunakan sensor flow meter tipe YF-S201, relay digunakan untuk kendali kerja motor aktuator naik/turun pengaduk serta selang cat, motor pengaduk dan motor buka/tutup valve, arduino mega sebagai pengendali, personal computer sebagai tampilan untuk masukan volume dan warna yang diinginkan. Dengan masukan volume total dan warna yang diinginkan maka secara otomatis aktuator turun akan aktif hingga batas limit switch bawah dan valve akan mengalirkan aliran cat warna dasar keluar ke wadah atau tempat hasil penampungan. Kemudian pengaduk (mixer) akan bekerja melakukan pengadukan selama waktu yang telah disesuaikan. Selanjutnya setelah pengadukan selesai maka aktuator akan kembali naik hingga batas limit switch atas dan proses pencampuran cat selesai.
Dari hasil penelitian keberhasilan alat dalam melakukan pencampuran cat berdasarkan volume yang diinginkan dengan komposisi cat warna dasar, rancang bangun alat pencampur cat tembok berbasis personal computer (PC) ini dapat bekerja secara otomatis dengan hasil rata-rata selisih volume set point terhadap volume output yaitu 12,4 ml.
Kata Kunci : Cat Tembok, Personal Computer (PC), Flow Meter, Valve
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. vi
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
“Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal
Computer (PC)” .
Tugas Akhir ini dapat selesai dengan baik berkat bantuan dari berbagai
pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan
terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan
tugas akhir ini :
1. Bapak Winarno, S.Si., M.T. selaku Koordinator Program Studi D3
Otomasi Sistem Instrumentasi Universitas Airlangga Surabaya.
2. Bapak Winarno, S.Si., M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan, bimbingan, dan masukan kepada penulis sehingga
terselesaikannya Proyek Akhir ini.
3. Bapak Deny Arifianto, S.Si selaku Konsultan yang banyak memberikan
arahan, bimbingan, masukan, beserta ketulusan hati dalam membimbing.
4. Ibu Dr. Riries Rulaningtyas, S.T., M.T selaku Dosen penguji yang telah
memberikan banyak masukan maupun saran dalam pembuatan Tugas
Akhir ini.
5. Ayah, Ibu, serta adik-adiku Riris Ananda Pertiwi dan Muhammad Ragil
Anung Praditya, el-falankz yang selalu tiada henti untuk mendoakan,
memberi semangat, dan juga dukungan.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. vii
6. Lisa Rizky Fauziah terimakasih sudah jadi partner in crime yang selalu
support.
7. ASTRAI 2013 (Dimas, Hendrik, Zu, Aldy, Adreng, Fajar, Bagir, Ilham,
Altryara,Alby) yang telah banyak membantu dan memberikan saran.
Terimakasih atas dukungan, kenangan dan ilmunya.
8. Mas Arizky, Mas Riza dan Mas Haris terimakasih telah memberikan
saran dan berbagi ilmunya.
9. Partner TA Dita Ayu Indah Prameswary, terimakasih gengs sudah berbagi
ilmu, dukungan dan berbagi waktunya untuk membuat campuran warna
dari cat hingga TA kita selesai.
10. Rumpita (Aliyah, Dita, Miming, Oneng, Ifa, Dewi, Sofi, Wanda, Media),
semua Teman-Teman OSI 2013 terimakasih atas dukungannya hingga
kita bisa wisuda bersama.
11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis.
Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun
demi penyempurnaan proposal tugas akhir ini.
Surabaya, 17 Juli 2016
Penulis
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. viii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ..................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.............................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ............................................................ iv
ABSTRAK ....................................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................................. 3
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................................... 4
1.4 Tujuan ..................................................................................................................... 4
1.5 Manfaat ................................................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 5
2.1 Cat Tembok ............................................................................................................ 5
2.2 Motor DC ............................................................................................................... 5
2.3Arduino Mega .......................................................................................................... 7
2.4 Valve ....................................................................................................................... 8
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. ix
2.5 Relay ....................................................................................................................... 8
2.6 Flowmeter ............................................................................................................. 10
2.7 Representasi Warna .............................................................................................. 11
BAB III METODE PENELITIAN.................................................................................. 12
3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian .......................................................... 12
3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................................... 12
3.2.1 Alat ............................................................................................................... 12
3.2.2 Bahan ............................................................................................................ 13
3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................................... 13
3.3.1 Tahap Persiapan ............................................................................................ 15
3.3.2 Tahap Perancangan Alat ............................................................................... 15
3.3.3 Tahap Perwujudan Alat ................................................................................ 17
a. Tahap Perancangan Mekanik ........................................................................ 17
b. Tahap Perancangan Hardware ...................................................................... 19
c. Tahap Pemrograman Software ...................................................................... 20
3.4 Tahap Pengujian Sistem ....................................................................................... 20
3.4.1 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan ...................................................... 21
3.4.2 Pengujian Sensor Flowmeter ........................................................................ 21
3.4.3 Pengujian Software ....................................................................................... 22
3.5 Analisis Data ........................................................................................................ 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 23
4.1 Hasil Perancangan Alat ........................................................................................ 23
4.1.1 Pembuatan Mekanik ..................................................................................... 23
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. x
4.1.2 Pembuatan Hardware ................................................................................... 24
4.2 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan .............................................................. 25
4.3 Pengujian Kinerja Relay Dan Motor DC .............................................................. 27
4.4 Pengujian Sensor Flowmeter ................................................................................ 28
4.4.1 Pengujian Awal Respon Flowmeter Terhadap Laju Aliran .......................... 29
4.4.2 Pengujian Respons Flowmeter menggunakan buka/tutup valve .................. 30
4.5 Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan ............................... 34
4.6 Pengujian Keberhasilan Sistem ............................................................................ 36
4.7 Pengujian Daya Listrik ......................................................................................... 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 38
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 38
5.2 Saran ..................................................................................................................... 38
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 39
LAMPIRAN .............................................................................................................. 40
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel Perbandingan Komposisi Bahan Yang Baik Digunakan ...................... 26
Tabel 4.2 Tabel Pengujian Relay .................................................................................... 28
Tabel 4.3 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Pada
Flowmeter Merah ....................................................................................................... 29
Tabel 4.4 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Pada
Flowmeter Hijau ......................................................................................................... 29
Tabel 4.5 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Dan
Pada Flowmeter Biru .................................................................................................. 30
Tabel 4.6 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter
dan Volume Hasil Pada Flowmeter Merah ................................................................ 31
Tabel 4.7 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter
dan Volume Hasil Pada Flowmeter Hijau .................................................................. 32
Tabel 4.8 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter
dan Volume Hasil Pada Flowmeter Biru .................................................................... 33
Tabel 4.9 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan ................ 35
Tabel 4.10 Tabel Data Keberhasilan Sistem ................................................................... 36
Tabel 4.11 Pengujian Daya Listrik.................................................................................. 37
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Mega .................................................................................................. 8
Gambar 2.2 Relay .............................................................................................................. 10
Gambar 2.3 Flowmeter ...................................................................................................... 11
Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian ................................................................ 14
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Alat ............................................................................. 16
Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem Kontrol ....................................................................... 16
Gambar 3.4 Alat Tampak Samping ................................................................................... 17
Gambar 3.5 Dimensi Alat .................................................................................................. 18
Gambar 3.6 Diagram Fungsional Alat............................................................................... 20
Gambar 4.1 Alat Tampak Depan ....................................................................................... 23
Gambar 4.2 Rangkaian Kontrol Alat ................................................................................. 25
Gambar 4.3 Grafik Linieritas Flowmeter Merah ............................................................... 31
Gambar 4.4 Grafik Linieritas Flowmeter Hijau ................................................................ 32
Gambar 4.5 Grafik Linieritas Flowmeter Biru .................................................................. 33
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis
Berbasis PC.
Lampiran 2 Datasheet Arduino Mega
Lampiran 3 Datasheet Flowmeter YF-S201
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Cat adalah suatu cairan yang digunakan untuk melapisi permukaan suatu
bahan dengan tujuan memperindah (decorative), memperkuat (reinforcing) serta
melindungi (protective) bahan tersebut.Jenis cat sangat bervariasi dan dapat
disesuaikan dengan kebutuhan. Berdasarkan bahan pelarutnya, cat terbagi menjadi
dua jenis utama yaitu cat berbahan dasar air dan cat berbahan dasar minyak. Cat
sendiri dapat digunakan pada hampir semua jenis objek, antara lain untuk
menghasilkan karya seni (oleh pelukis untuk membuat lukisan), salutan industri
(industrial coating), marka jalan, pengawet (untuk mencegah korosi atau
kerusakan oleh air).[rumahbangun (diaksesDesember 2015) ]
Penggunaan warna cat saat ini masih sangat tergantung oleh standar warna
yang tersedia di pasaran. Kebutuhan akan warna yang beragam terus meningkat,
sedangkan ragam warna yang ada di pasaran masih sangat minim dan masih
menggunakan standar warna yang sangat mendasar. (Yoseph Evana, 2008)
Selama ini dalam menghasilkan variasi warna yang sesuai dengan keinginan
konsumen, hanya dengan melakukan pencampuran dari warna dasar cat
menggunakan cara manual. Cara tersebut kurang efisien dan merepotkan, karena
penjual/tukang cat harus menakar warna cat dasar terlebih dahulu kemudian
mengujinya. Dalam membuat warna baru yang sesuai dengan keinginan, dapat
dilakukan dengan pencampuran dari beberapa warna sehinga menjadi warna baru
2
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
sesuai yang diharapkan. Tetapi seringkali warna yang dihasilkan jauh dari yang
diharapkan. Pencampuran cat secara manual memerlukan tenaga ahli yang sudah
berpengalaman sehingga tidak semua orang dapat melakukannya. Karena masih
menggunakan tenaga manual yang kurang ketelitian sehingga mengakibatkan
takaran yang tidak tepat. Terdapat beberapa kelemahan yang dapat mempengaruhi
hasil pencampuran warna cat dalam pencampuran warna secara manual tersebut.
Untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan keinginan diperlukan penakaran
komposisi warna yang akurat. Pada pencampuran secara manual, keahlian yang
dimiliki oleh seseorang sangat menentukan hasil yang diperoleh dan sering terjadi
perbedaan hasil antara pencampuran satu dengan yang lain. Untuk mengatasi hal
tersebut maka diperlukan peralatan yang bekerja secara otomatis serta mempunyai
kemampuan dalam penakaran yang tepat. Kemajuan ilmu pengetahuan dan
teknologi telah mendorong manusia untuk melakukan otomatisasi dan digitalisasi
pada perangkat-perangkat manual.
Berdasarkan permasalahan tersebut, dibuat alat pencampur cat secara otomatis
yaitu “Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal
Computer (PC)”. Sistem ini digunakan untuk memudahkan dalam pencampuran
warna yang dioperasikan secara otomatis dengan input warna yang diinginkan
dengan menggunakan Personal Computer (PC). Bagian hardware difokuskan
untuk melakukan pencampuran cat. Komponen hardware meliputi Motor DC,
Valve, Arduino Mega, Stir/Pengaduk, Flowmeter. Sistem ini melakukan
pencampuran warna cat tembok berdasarkan pengontrolan komposisi warna dasar
(merah, biru, hijau) dengan mengendalikan volume cat menggunakan sensor flow
3
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
meter digital dan valve digunakan untuk mengalirkan aliran warna dasar tersebut
keluar ke wadah atau tempat hasil penampungan. Selain itu alat ini juga
dilengkapi pengaduk (mixer). Untuk menggerakkan pengaduk digunakan motor
sebagai pengganti dari tangan manusiadan pada proses pengadukan telah
disesuaikan lama waktu pengadukan dalam proses pencampuran sehingga warna
cat dapat tercampur secara merata. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat
menggantikan pencampuran cat yang dikerjakan secara manual oleh penjual cat
ataupun tukang cat. Dimana tidak semua orang ahli dalam melakukan proses
pencampuran tersebut dan membutuhkan waktu lama dalam mencoba.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan diatas, maka disusun
rumusan masalah yang mencakup :
1. Bagaimana komposisi cairan yaitu cat dan air yang optimal yang mampu
melewati sensor flowmeter?
2. Bagaimana performansi kestabilan sistem pencampurcat tembok otomatis
yang telah dibuat?
3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan agar cat dapat tercampur secara
merata oleh pengaduk?
4
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembuatan tugas akhir, ada beberapa batasan masalah agar
permasalahan tidak meluas diantaranya adalah :
1. Warna dasar cat yang digunakan yakni warna merah, hijau, biru.
2. Jenis cat yang digunakan adalah cat tembok.
3. Pencampuran cat maksimal 600ml.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Tugas Akhir “Rancang
Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC” adalah :
1. Mengetahui komposisi bahan yang baik yaitu cat dan air yang sesuai
digunakan pada alat pencampur cat.
2. Mengetahui perfomansi kestabilan sistem pencampur cat tembok otomatis
yang telah dibuat.
3. Mengetahui lama pengadukan untuk penentuan proses pencampuran cat.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari perancangan alat ini adalah untuk mempermudah dalam
pencampuran warna cat dinding pada industri kecildalam memenuhi keinginan
dari konsumen untuk membuat warna cat dinding sesuai yang diinginkan.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. 5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cat Tembok
Berdasarkan dari bahan pelarutnya, cat terbagi dalam dua jenis utama yaitu
cat berbahan dasar air (water-based paint), dan cat berbahan dasar minyak
(solvent-base paint). Pada umumnya cat tembok menggunakan cat berbahan dasar
air. Cat berbahan dasar air memiliki karakter diantaranya adalah cepat kering, bau
yang tidak terlalu menyengat, dan ketajaman warna yang cukup baik. Cat tembok
memiliki beberapa fungsi diantaranya yakni memberikan warna pada permukaan
dinding, menutup kekurangan bangunan dimana bidang bangunan yang tadinya
retak atau terdapat cacat dapat terlihat rapi atau mulus setelah dilapisi cat.
[edupaint (diakses Desember 2015)]
2.2 Motor DC
Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber
tegangan DC. Motor DC atau disebut juga motor arus searah menggunakan arus
langsung dan tidak langsung (direct dan undirectional). Prinsip kerja motor DC
adalah jika arus lewat pada suatu konduktor, maka akan timbul medan magnet di
sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada
konduktor. Pada motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang meingkupi kumparan jangkar dengan arah
tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
6
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
sebaliknya berlangsung melalui medan magnet dengan demikian medan magnet
disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi juga sebagai
tempat berlangsungnya proses perubahan energi.
Komponen utama pada motor DC:
1. Kutub medan magnet
Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet
akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub
medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing
pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua
kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi
membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.
Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih
elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar
sebagai penyedia struktur medan.
2. Kumparan motor DC
Bila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan
menjadi elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder,
dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus
motor DC yang kecil, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet
yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet
berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-
kutub utara dan selatan kumparan motor DC.
7
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
3. Commutator motor DC
Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya
adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC.
Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor
DC dan sumber daya.[elektronika-dasar (diakses Desember 2015)]
2.3 Arduino MEGA
Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang
berbasis Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki
pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya
adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino
Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, power
jack DC, ICSP header, dan tombol reset. Dengan penggunaan yang cukup
sederhana yaitu hanya menghubungkan power dari USB ke PC atau melalui
adaptor AC/DC ke jack DC. [arduino.cc]
8
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Gambar 2.1 Arduino Mega (arduino.cc)
2.4 Valve
Valve yang digunakan dalam pembuatan sistem pencampur cat otomatis ini
dapat diganti atau dimodifikasi sehingga dapat mengalirkan dan mengontrol
keluaran cat. Sebagai pengganti valve digunakan kran air yang berukuran ¼. Kran
adalah perangkat untuk mengendalikan aliran zat cair pada saluran pipa atau
sejenisnya dengan membuka ataupun menutup sebuah lubang.
2.5 Relay
Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan
komponen electromechanical yang terdiri dari 2 bagian utama yaitu
elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay
9
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar
sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik
yang bertegangan lebih tinggi.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
1. Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi CLOSE (tertutup).
2. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu
berada di posisi OPEN (terbuka).
Cara kerja dari relay sendiri yaitu sebuah besi (iron core) yang dililit oleh
sebuah kumparan coil yang berfungsi untuk mengendalikan besi tersebut. Apabila
kumparan coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang
kemudian menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NC) ke
posisi baru (NO) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik
di posisi barunya (NO). Posisi dimana armature tersebut berada sebelumnya (NC)
akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik,
armature akan kembali lagi ke posisi awal (NC). Coil yang digunakan oleh relay
untuk menarik contact point ke posisi close pada umumnya hanya membutuhkan
10
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
arus listrik yang relatif kecil. Berikut gambar 2.2 adalah gambar dari struktur
sederhana relay. [teknikelektronika (diakses Desember 2015)]
Gambar 2.2 Relay (http://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/)
2.6 Flowmeter
Flowmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa atau laju
aliran volumetrik cairan atau gas. Dalam memilih flowmeter harus disesuaikan
dengan kondisi fluida dan fungsi flowmeter itu sendiri. Sistem kontrol fluida
adalah sebuah alat yang mengatur jumlah debit air yang akan dikeluarkan. Dengan
sistem digital, sistem ini dirancang untuk mempermudah dalam penakaran cairan
dengan batas keluaran yang ditentukan.
Debit adalah volume fluida (m3) yang mengalir melewati suatu penampang
dalam selang waktu tertentu. Dirumuskan dengan persamaan berikut:
Q = 𝐕
𝐭 .........................................................................................(2.1)
Keterangan : Q = debit (m3/s)
V = volume fluida (m3)
t = waktu fluida mengalir (s)
(Fathor Rohman, 2009)
11
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Gambar 2.3 Flowmeter (DIYhacking.com)
2.7 Representasi Warna
Representasi warna ini terdiri dari tiga unsur utama yaitu merah (red), hijau
(green), biru (blue). Gabungan tiga warna ini membentuk warna-warna lainnya
berdasarkan komposisi dari masing-masing warna tersebut. Dalam tugas akhir ini
menggunakan warna RGB. Model warna RGB yang dapat dinyatakan dalam
bentuk indeks warna RGB dengan cara menormalisasi setiap komponen warna
dengan persamaan sebagai berikut :
𝑟 =𝑅
𝑅 +𝐺 +𝐵……………………………………………………..(2.2)
𝑔 =𝐺
𝑅 +𝐺 +𝐵………………………………………......................(2.3)
𝑏 =𝐵
𝑅 +𝐺 +𝐵……………………………………………………..(2.4)
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. 12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian
Perancangan dan pembuatan alat dilakukan di Laboratorium Bengkel Mekanik,
Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga selama
kurang lebih 4 bulan yang dimulai dari bulan April 2016 sampai Juli 2016.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat perangkat keras (hardware):
1. Multimeter
2. Solder
3. Catu daya
4. Laptop/PC (Personal Computer)
5. Downloader Mikrokontroler
Alat perangkat lunak (software):
1. IDE Arduino
2. Delphi 7
13 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
3.2.2 Bahan
1. Motor DC
2. Flow meter
3. Stir / Pengaduk
4. Arduino Mega
5. Valve
6. Botol penampung cat
7. Relay
8. Cat Tembok Aga
3.3 Prosedur Penelitian
Pada prosedur penelitian dilakukan beberapa tahapan dalam pengerjaan alat.
Prosedur yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai
berikut :
1. Tahap Persiapan (Pembuatan sketsa mekanik plan yang dirancang serta studi
literatur).
2. Tahap Perancangan Alat (proses pembuatan cara kerja alat dan alur kerja alat
dari input yang digunakan dan output yang dihasilkan).
3. Tahap Perwujudan Alat (Pembuatan perangkat keras (hardware), system
mekanik alat serta pemrograman alat).
4. Tahap Pengujian Sistem
5. Analisis Data.
14 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Masing-masing tahapan yang dilakukan penulis saling berkesinambungan satu sama
lain, oleh sebab itu setiap tahapan yang dilakukan harus dipastikan sudah sesuai
dengan yang diharapkan sebelum dilanjutkan ke tahap berikutnya. Untuk lebih
jelasnya beberapa tahapan yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut :
Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian
Tahap Persiapan
Tahap Perwujudan Alat
Proses Pembuatan
Mekanik
Proses Pembuatan
Hardware
Tahap Pembuatan
Software
Tahap Pengujian Sistem
Tahap Analisa Data
Tahap Peracangan Alat
15 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
3.3.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan merupakan tahapan awal dalam melakukan penelitian,
pada tahap persiapan penulis melakukan studi literatur dengan mencari berbagai
acuan serta referensi pada buku, jurnal, artikel maupun tugas akhir dengan tujuan
untuk melengkapi literatur mengenai penelitian agar penelitian dapat berjalan
dengan lancar. Dan juga penulis menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan
diperlukan dalam penelitian untuk mempersiapkan menuju ke tahap selanjutnya.
3.3.2 Tahap Perancangan Alat
Tahap perancangan alat terdiri dari perancangan hardware dan
perancangan mekanik system alat. Sistem yang akan dibuat adalah meliputi
pembuatan rangkaian relay yang akan bekerja mengatur bukaan valve sehingga
aliran cat keluar ke wadah yang telah disediakan. PC digunakan untuk
memberikan masukan pada arduino. Arduino bertugas mengatur bukaan valve
menggunakan rangkaian relay untuk mengatur kadar cat agar sama dengan yang
telah ditentukan dan juga mengatur motor dc dalam proses pengadukan cat.
16 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Diagram blok system alat dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut :
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Alat
Sistem bekerja dengan memberikan masukan set point warna pada PC. Set
point berupa pilihan dari gradasi warna yang kita inginkan. Selanjutnya oleh
mikrokontroler akan diolah. Kemudian mikrokontroler akan bekerja mengatur bukaan
valve sesuai dengan kebutuhan dari warna yang telah ditentukan. Setelah cat keluar
ke tempat hasil penampungan cat, sistem melakukan pencampuran cat dan didapatkan
hasil campuran cat yang diinginkan. Berikut gambar 3.3 adalah gambar diagram
kontrol dari sistem :
Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem Kontrol
17 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
3.3.3 Tahap Perwujudan Alat
Tahap perwujudan alat meliputi pembuatan dari perancangan alat tersebut
meliputi pembuatan mekanik alat dan pembuatan hardware alat. Berikut adalah
penjelasan dari masing – masing pembuatan mekanik dan hardware alat:
a) Tahap Pembuatan Mekanik
Tahap pembuatan mekanik terdiri atas pembuatan alat yang terdiri dari
pembuatan tempat cat, valve untuk mengatur aliran cat, flowmeter sebagai
sensor, dan stir/pengaduk yang dirancang menjadi satu seperti pada desain
mekanik. Terdapat mekanisme membuka dan menutup valve, naik turunnya
aktuator dan juga putaran dari batang pengaduk yang terhubung dengan
motor DC. Desain mekanik rancang bangun alat pencampur cat tembok
otomatis dapat dilihat pada gambar 3.4 :
Gambar 3.4 Alat Tampak Samping
18 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Gambar 3.5 Dimensi Alat
19 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
b) Tahap Perancangan Hardware
Tahap pembuatan hardware terdiri atas pembuatan beberapa rangkaian
elektronik yang dapat menjalankan rancang bangun alat pencampur cat
secara otomatis. Adapun rancangan hardware dari sistem yang dibuat
adalah sebagai berikut: Rangkaian relay digunakan untuk mengontrol motor
DC untuk mengatur bukaan valve aliran cat dan rangkaian relay ini nantinya
diatur oleh Arduino. Flowmeter digital yang digunakan sebagai sensor
aliran cat dan dihubungkan arduino agar nilai yang terbaca pada flowmeter
dapat diolah oleh arduino yang dihubungkan pada pin interupt. Sensor
flowmeter digunakan sebagai kontrol volume. Valve akan otomatis
membuka sebanyak volume yang dibaca oleh flowmeter dan akan menutup
apabila volume yang didapat telah sesuai dengan yang ditentukan.
Selanjutnya rangkaian relay digunakan untuk mengontrol motor DC yang
mengatur axis pergerakan naik turun pada selang cat dan pengaduk yang
akan secara otomatis berhenti ketika mengenai limit switch. Rangkaian
relay juga digunakan untuk mengontrol motor DC yang mengatur putaran
pengadukan cat. Cara kerja alat secara fungsional dapat dilihat pada gambar
3.6 berikut :
20 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Gambar 3.6 Diagram Fungsional Alat
c. Tahap Pemrograman Software
Tahap pembuatan software dibuat oleh bagian II. Tahap pembuatan
software sendiri meliputi pembuatan progam untuk mengeksekusi rancangan
hardware yang telah dibuat.
3.4 Tahap Pengujian Sistem
Tahap pengujian sistem terdiri dari pengujian seluruh sistem alat yang telah
dibuat meliputi pengujian sensor flowmeter digital, pengujian rangkaian modul relay,
21 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
pengujian motor, dan uji software. Pengujian dimaksudkan untuk mengetahui
karakteristik dari sensor maupun sistem yang digunakan dalam penelitian. Berikut
penjelasan masing-masing pengujian yang dilakukan :
3.4.1 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan
Pengujian dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan yang baik digunakan
dalam menggunakan alat pencampur cat secara otomatis. Pengujian menggunakan
cat yang telah diberi perlakuan awal sebelum dilakukan pencampuran warna.
Dengan mencampurkan cat dan air dengan komposisi perbandingan tertentu.
Pencampuran awal antara cat dan air tersebut didapatkan hasil bahan yang pas untuk
dapat dilakukan pencampuran cat dengan menggunakan alat pencampur cat
otomatis.
3.4.2 Pengujian Sensor Flowmeter
Pengujian dilakukan dengan membandingkan antara volume input yang telah
terukur dengan mengukur volume output dari valve. Perbandingan antara volume
input yang telah terukur dengan mengukur volume output dari valve tersebut
selanjutnya dapat dilakukan linieritas hubungan antara volume masukan terhadap
volume keluaran yang terukur oleh flowmeter. Sehingga dapat diketahui
karakteristik dari sensor flowmeter yang digunakan.
22 ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
3.4.3 Pengujian Software
Pengujian software pada penelitian meliputi pengujian respon hardware
terhadap program yang sudah dikirimkan ke mikrokontroler. Tahapan pengujian
digunakan untuk mengetahui alat yang sudah dikerjakan dapat membaca dan
mengeksekusi perintah dari program yang telah dibuat atau tidak.
3.5 Analisis Data
Pengambilan data dilakukan untuk mengetahui seberapa efektif hardware dan
software yang telah dibuat sehingga alat dapat bekerja sesuai dengan yang
diharapkan. Uji kinerja alat dan analisis data diantaranya yaitu pengujian bahan yang
akan digunakan, flowmeter digital, pengujian kontrol kerja motor dan pengujian
sistem secara keseluruhan. Pengujian pada flowmeter berupa pengambilan data dari
flowmeter dengan cara mengalirkan cat dengan ukuran volume bervariasi dan
mengukur volume keluaran dari flowmeter. Data yang didapat dari percobaan adalah
volume cat yang akan dicampur dengan lama waktu pengadukan. Selain itu dilakukan
analisis terhadap kinerja relay untuk kontrol kerja on/off pada valve aliran cat, motor
pengaduk dan aktuator. Pengujian sistem secara keseluruhan bertujuan untuk
mengetahui kinerja hardware, software maupun sistem pada alat secara keseluruhan
yang dilakukan dengan melihat tingkat keberhasilan sistem.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B . 23
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Perancangan Alat
Setelah semua desain rancangan dan komponen penyusunnya telah selesai
dibuat maka langkah selanjutnya adalah tahap perwujudan alat yaitu dengan
merakit atau membangun rancangan yang telah dibuat sebelumnya. Berikut adalah
gambar dari Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis
PC.
Gambar 4.1 Alat Tampak Depan
4.1.1 Pembuatan Mekanik
Pembuatan mekanik meliputi pembuatan rangka alat cat, mekanisme
pemutar, mekanisme naik turun, dan mekanisme buka tutup valve atau kran.
Pembuatan rangka cat yakni menggunakan paralon 5 dim untuk penampung
24
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
campuran cat dan paralon 2 12⁄ dim untuk penampungan input cat selain itu
juga menggunakan besi dan triplek kayu dan mempunyai dimensi 51x42x72
cm. Untuk pembuatan mekanisme gerak naik turun sebagai gerak aktuator pada
selang dan pengaduk. Pergerakan linier naik dan turun menggunakan 2 as
dengan diameter 8 mm dan memiliki panjang 35 cm dengan pada ujungnya
terdapat shaft holder untuk pengait dengan kerangka alat, terdapat linier
bearing yang terdapat di dalam housing untuk pergerakan liniernya. Sedangkan
di bagian tengah terdapat stud dengan diameter 8 mm dan panjang 35 cm, juga
Nut yang terletak di dalam housing. Aktuator untuk naik turun yang digunakan
adalah motor DC yang akan memutar stud sehingga selang dan pengaduk dapat
bergerak secara vertikal. Untuk pembuatan mekanisme pemutar yang
dipergunakan pengaduk cat dari aktuator motor. Untuk pembuatan mekanisme
buka tutup yakni menggunakan valve yang di custom dengan kran berukuran
14⁄ inchi yang dihubungkan dengan motor DC untuk membuka dan menutup
valve.
4.1.2 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)
Pembuatan hardware meliputi pembuatan rangkaian relay dan rangkaian
arduino mega. Hasil dari pembuatan hardware seperti berikut : Arduino mega
sebagai pusat kontrol pada sistem meliputi input dari delphi , volume dari
sensor flowmeter, sedangkan output kontrol pada relay.Relay digunakan
sebagai pengontrol kerja motor, aktuator naik/turun dan buka/tutup valve.
25
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Berikut adalah gambar 4.2 hasil dari pembuatan hardware :
Gambar 4.2 Rangkaian kontrol Alat
4.2 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan
Pengujian dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan yang baik digunakan
dalam menggunakan alat pencampur cat secara otomatis ini. Pengujian ini
menggunakan cat yang telah diberi perlakuan awal sebelum dilakukan
pencampuran warna. Dengan mencampurkan cat dan air dengan komposisi
perbandingan tertentu. Dari melakukan pencampuran awal antara cat dan air
tersebut didapatkan bahan yang pas untuk dapat di lakukan pencampuran cat
dengan menggunakan alat pencampur cat otomatis ini. Tabel 4.1 berikut adalah
tabel perbandingan komposisi bahan yang baik digunakan pada alat pencampur
cat otomatis.
26
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.1 Perbandingan Komposisi Bahan Yang Baik Digunakan Flowmeter Perbandingan
Air : Cat
Volume
Output (ml)
Volume Pembacaan
dari Flowmeter
(ml)
ΔV (ml) ΔV̅̅̅̅ (ml)
1 25 : 75 150 6 144
144 150 6 144
40 : 60
130 154 24
19
150 101 49
148 108 40
138 106 32
110 112 2
2 25 : 75 150 6 144
144 150 6 144
40 : 60
100 117 17
13,6
120 105 15
100 121 21
105 133 28
97 114 17
3 25 : 75 150 6 144
144 150 6 144
40 : 60
95 103 8
18
110 133 23
120 136 16
110 136 26
100 117 17
Berdasarkan data yang diperoleh dari tabel 4.1 dapat diketahui apabila
komposisi perbandingan air lebih banyak daripada cat maka laju aliran dari
27
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
campuran bahan tersebut tidak dapat di deteksi dengan baik oleh flowmeter. Dapat
dilihat pada tabel perbandingan 25:75, pada tabel tersebut didapatkan data yang
terbaca oleh flowmeter hanya 6 ml saja sedangkan aliran cat yang mengalir
sejumlah lebih dari 3ml yang telah dibaca oleh flowmeter tersebut. Pada
perbandingan 40:60 dimana air 40% dan cat 60% pembacaan oleh flowmeter dan
pembacaan keluaran cat di tempat penampungan memiliki hasil volume yang
mendekati dengan volume yang di baca oleh flowmeter. Dari data tabel 4.1 dapat
dihitung rata-rata selisih volume cat yang didapat dari masing-masing flowmeter.
Pada flowmeter 1 dengan perbandingan air : cat yaitu 25 : 75 memiliki rata-rata
selisih volume 144 ml begitu juga pada flowmeter 2 dan 3. Sedangkan pada
perbandingan air : cat yaitu 40 : 60 memiliki rata-rata selisih volume 19 ml,
flowmeter 2 yaitu 13,6 ml dan pada flowmeter 3 yaitu 18 ml. Selanjutnya dari
pengujian tersebut maka komposisi cat dan air yang digunakan yaitu dengan
perbandingan cat 60 : air 40.
4.3 Pengujian Kinerja Relay Dan Motor DC
Pengujian digunakan mengetahui kondisi dari relay dan motor dc dalam
keadaan baik atau tidak. Relay pada sistem ini berfungsi sebagai pengontrol yang
mengatur kerja dari motor dc. Motor dc digunakan untuk mengatur gerakan naik
turun aktuator selang dan pengaduk, putaran pengaduk dan juga buka tutup valve.
Berikut tabel 4.2 adalah tabel pengujian relay.
28
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.2 Pengujian Relay
Input power
supply Kontrol Output relay Keterangan
H L H NO
H L L NC
H H H NO
H H L NC
Untuk pengujian yang pertama dilakukan dengan menghubungkan relay
dengan tegangan 0 volt, jika kondisi relay aktif maka relay tersebut aktif LOW
atau relay akan aktif apabila disambungkan ke GROUNDyang dinamakan
NO(Normaly Open). Pada pengujian kedua rangkaian relay dihubungkan dengan
tegangan 5 volt, jika kondisi relay aktif maka relay tersebut aktif HIGH atau relay
akan aktif apabila dihubungkan dengan VCC yang dinamakan NO (Normaly
Open). Yang membedakan antara relay aktif HIGH dan aktif LOW yaitu dengan
pemakaian komponen transistor, apabila transistor yang digunakan pada
rangkaian relay adalah transistor NPN maka relay aktif HIGH. Jika transistor
yang digunakan PNP maka relay aktif LOW.
4.4 Pengujian Sensor Flowmeter
Pengujian dilakukan dengan membandingkan antara volume input yang
telah terukur dengan mengukur volume output dari valve. Dari melakukan
perbandingan tersebut maka dapat mengetahui hubungan antara volume
29
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
pembacaan input terhadap volume keluaran yang terukur oleh flowmeter.
Sehingga dapat diketahui karakteristik dari sensor flowmeter yang digunakan.
4.4.1 Pengujian Awal ResponsFlowmeter Terhadap Laju Aliran
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sensor flowmeter yang
telah dirangkai pada sistem sudah dapat membaca laju dari aliran yang
dilewatkan flowmeter atau tidak. Berikut table 4.3, 4.4 dan 4.5 adalah tabel data
volume cat dan volume flowmeter menggunakan cat tembok tanpa buka/tutup
valve.
Tabel 4.3 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Merah
No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 43
2. 100 106
3. 150 184
4. 200 195
5. 250 250
Tabel 4.4 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Hijau
No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 38
2. 100 93
3. 150 188
4. 200 255
5. 250 299
30
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.5 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter
Pada Flowmeter Biru No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 45
2. 100 91
3. 150 99
4. 200 128
5. 250 145
Pada tabel 4.3, 4.4 dan 4.5 didapatkan data hubungan antara volume cat
dengan volume flowmeter dengan menggunakan perbandingan campuran bahan
cat dan air yang digunakan yaitu 60:40 pada masing-masing flowmeter merah,
hijau dan biru.Dari data diatas didapatkan hubungan setiap kenaikan ukuran
volume masukan menghasilkan ukuran volume keluaran yang naik juga.
4.4.2 Pengujian ResponsFlowmeter Menggunakan Buka/Tutup Valve
Metode yang digunakan hampir sama dengan pengujian tahap awal hanya
saja pada tahap awal dilakukan secara langsung tanpa menggunakan buka/tutup
valve. Pada pengujian ini dilakukan dengan kondisi awal valve dalam keadaan
tertutup. Kemudian mengisi cat hingga penuh pada tempat input cat dan
mengaktifkan motor dc untuk kontrol bukaan valve sehingga di dapatkan volume
keluaran sama seperti volume yang diinputkan. Pengujian ini dilakukan dengan
membandingkan antara volume cat yang telah diinputkan dengan volume
pembacaan dari flowmeter dan volume hasil yang diukur dengan menggunakan
31
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
beacker glass. Berikut adalah tabel data volume set point dengan volume
flowmeter dan volume hasil pada masing-masing flowmeter.
Tabel 4.6 Tabel Hubungan Antara Volume Set point dengan Volume Flowmeter
dan Volume Hasil Pada Flowmeter Merah No. Set point
(ml) Volume Flowmeter (ml)
Volume Hasil(ml)
∆V Set point dan Flowmeter (ml)
∆V Flowmeter dan Hasil (ml)
1. 50 74 75 24 1
2. 100 110 107 10 3
3. 150 172 160 22 12
4. 200 246 219 46 27
5. 250 309 255 59 54
6. 300 339 304 39 35
7. 350 368 330 18 38
8. 400 431 350 31 81
9. 450 469 395 19 74
10. 500 527 490 27 37
∆V̅̅̅̅ (ml) 29,5 36,2
Gambar 4.3 Grafik Linieritas Flowmeter Merah
y = 0,987x - 25,543R² = 0,9907
0
100
200
300
400
500
600
0 200 400 600
volu
me
se
t p
oin
t (m
l)
volume flowmeter (ml)
Linieritas volume flowmeter terhadap volume set point
Series1
Linear (Series1)
32
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.7 Tabel Hubungan Antara Volume Set point denganVolume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Hijau
No. Set
Point (ml)
Volume Flowmeter (ml)
Volume Hasil (ml)
∆V Set point dan Flowmeter (ml)
∆V Flowmeter dan Hasil (ml)
1. 50 54 68 4 14
2. 100 128 113 28 15
3. 150 191 155 41 36
4. 200 269 238 69 31
5. 250 300 246 50 54
6. 300 343 270 43 73
7. 350 389 316 39 73
8. 400 409 340 9 69
9. 450 472 400 22 72
10. 500 510 497 10 13
∆V̅̅̅̅ (ml) 31,5 45
Gambar 4.4 Grafik Linieritas Flowmeter Hijau
y = 1,0115x - 35,017R² = 0,9814
0
100
200
300
400
500
600
0 200 400 600
volu
me
se
t p
oin
t (m
l)
volume flowmeter (ml)
Linieritas volume flowmeter terhadap volume set point
Series1
Linear (Series1)
33
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.8 Tabel Hubungan Antara Volume Set point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Biru
No. Set point
(ml)
Volume
Flowmeter
(ml)
Volume
Hasil (ml)
∆V Set point dan
Flowmeter (ml)
∆V Flowmeter
dan Hasil (ml)
1. 50 88 84 38 4
2. 100 146 146 46 0
3. 150 150 150 0 0
4. 200 238 220 38 18
5. 250 264 250 14 14
6. 300 348 293 48 55
7. 350 383 347 33 36
8. 400 403 360 3 43
9. 450 459 400 9 59
10. 500 502 420 2 82
∆V̅̅̅̅ (ml) 23,1 31,1
Gambar 4.5 Grafik Linieritas Flowmeter Biru
y = 1,057x - 40,078R² = 0,9866
0
100
200
300
400
500
600
0 200 400 600
volu
me
se
t p
oin
t (m
l)
volume flowmeter (ml)
Linieritas volume flowmeter terhadap volume set point
Series1
Linear (Series1)
34
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Dari data pada tabel 4.6, 4.7 dan 4.8 dapat diketahui bahwa semakin besar
volume yang diinputkan maka volume yang dibaca flowmeter dan dihasilkan
semakin besar. Dengan menggunakan komposisi perbandingan bahan cat dengan
air yaitu 60:40 didapatkan selisih rata-rata volume antara set point dengan hasil
dan selisih rata-rata volume set point dengan volume flowmeter. Pada tabel diatas
didapatkan selisih rata-rata terbesar antara volume set point dengan volume hasil
adalah flowmeter hijau yaitu 45 ml dan yang terkecil adalah flowmeter biru yaitu
31,1 ml. Selisih rata-rata terbesar antara volume set point dengan volume
flowmeter adalah flowmeter hijau yaitu 31,5 ml dan yang terkecil adalah
flowmeter biru yaitu 23,1 ml. Dari tabel diatas dapat dibuat grafik dan didapatkan
linieritas pada flowmeter merah 0,990 ; flowmeter hijau 0,981 dan biru 0,986.
4.5 Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan
Untuk mengetahui hubungan antara cat dengan waktu pengadukan agar cat
dapat tercampur merata maka dilakukan pengambilan data setiap kenaikan 50 ml
dengan lama waktu pengadukan. Data yang diambil adalah volume cat yang
akan dicampur dengan lama pengadukan. Hasilnya akan didapat tercampur atau
tidaknya campuran cat tersebut sesuai dengan lamanya pengadukan dan volume
cat. Parameter dari tercampur atau tidaknya cat yaitu dengan melakukan
pengamatan secara langsung/secara visual. Dengan membandingkan hasil antara
pengamat 1 dengan pengamat 2. Berikut adalah tabel 4.9 data dari hubungan
antara volume cat dan waktu lama pengadukan :
35
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
Tabel 4.9 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Waktu Lama Pengadukan No Volume Cat
(ml) t pengadukan (s) Tercampur/Tidak
Tercampur Pengamat 1 Pengamat 2
1. 450 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tercampur 25 25 Tercampur
2. 500 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tercampur 25 25 Tercampur
3. 550 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tidak Tercampur 25 25 Tidak Tercampur 30 30 Tercampur
Setelah melakukan pengujian hubungan antara lama waktu pengadukan
dengan volume cat maka lama waktu yang digunakan yaitu 30 detik selain itu tipe
bentuk pengaduk cat juga berpengaruh dalam proses pencampuran cat agar cat
dapat tercampur merata.
4.6 Pengujian Keberhasilan Sistem
Pengujian sistem secara keseluruhan bertujuan untuk mengetahui kinerja
hardware, software maupun sistem pada alat secara keseluruhan yang dilakukan
dengan melihat tingkat keberhasilan sistem. Keberhasilan dari sistem didapat
36
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
dengan menghitung jumlah selisih volume antara set point dengan volume Output
dibagi dengan banyak percobaan.Dari hasil perhitungan di dapatkan hasil rata-rata
selisih volume set point terhadap volume output yaitu 12,4 ml. Maka dari hasil
perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan
yang diharapkan. Berikut adalah tabel data sistem keberhasilan dari sistem secara
keseluruhan :
Tabel 4.10 Data Sistem Keberhasilan
Percobaan ke-
Set point (ml)
Output (ml) ΔV (ml)
Warna Campuran
Manual
Warna Hasil
1 200 230 30
2 215 15
3 220 20
4 238 38
5 210 10
1 200 200 0
2 220 20
3 200 0
4 205 5
5 197 3
1 200 195 5
2 210 10
3 220 20
4 210 10
5 100 0
∑ΔV (ml) 186
∆V̅̅̅̅ (ml) 12,4
37
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B.
4.7 Pengujian Daya Listrik
Pengujian daya listrik pada sistem dilakukan untuk mengetahui konsumsi
daya pada sistem yang telah dibuat. Berikut table 4.11 adalah tabel
pengujian daya sistem :
Tabel 4.11 pengujian daya dari sistem
Percobaan ke - Daya alat (watt)
1 5,5
2 5,2
3 5,3
4 5,5
5 5,5
6 5,5
7 5,5
8 5,4
9 5,4
10 5,5
Rerata 5,43
Pada tabel 4.11 data uji daya dilakukan percobaan daya alat dimana
percobaan dilakukan 10 kali dan dilakukan pengambilan data dengan sekali
proses alat bekerja. Pada data yang telah diambil dapat diambil rerata dan
dapat dikatakan alat pencampur cat ini membutuhkan daya sekitar 5,43 Watt
untuk sekali proses pencampuran cat atau sekali proses bekerja.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B 38
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari kegiatan pengujian Tugas Akhir dengan judul Rancang Bangun
Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC yang sudah dilakukan maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil perancangan diperoleh bahwa komposisi cat dan air
yang optimal cat dan air yang optimal adalah 60 : 40.
2. Dengan volume yang semakin banyak maka waktu pengadukan yang
dibutuhkan untuk proses pencampuran cat juga semakin lama.
3. Waktu yang diperlukan untuk mencampur cat supaya merata adalah 30
detik.
5.2 Saran
Penulis mengharapkan agar kedepannya rancang bangun alat pencampur cat
bisa dikembangkan sehigga lebih baik lagi dalam hal pengontrolan volume.
Beberapa saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut:
1. Dalam melakukan pencampuran diharapkan diperhatikan dalam
mekanisme pembuatan pengaduk, tata letak jarak pengaduk dengan
sampel dan juga tempat dari pengadukan cat.
2. Dikarenakan menggunakan sample bahan cair maka harap diperhatikan
dalam peletakan kontroler sehingga tidak terkena tetesan maupun cairan
yang dapat mempengaruhi kinerja alat.
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... PRATAMA BAGUS B. 39
DAFTAR PUSTAKA
Evana, Yoseph; Fany Indriaty; dan Hugeng. 2008. Sistem Pencampuran Cat Menggunakan Mikrokontroler Dengan Interface PC. Vol 10, No.2 . Jakarta.
Winarno. 2015. “Petunjuk Praktikum Perangkat Antar Muka 1”. Surabaya : Universitas Airlangga.
Pambudi, Siswo. 2007. “Rancang Bangun Sistem Elektromekanik Pada Otomasi Alat Pencampur Cat Menggunakan Mikrokontroler AT89S51” Tugas Akhir D-3, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Diponegoro, Semarang.
Syahrul; Ryan Saputra. “Rancang Bangun Pencampur Cat Otomatis Berbasis Mikrokontroler”. Bandung : Teknik Komputer Unikom.
Pratikto, Aryanto Hari. 2009. “Prototype Pencampur Warna Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Surakarta : Universitas Muhammadiyah.
Gumelar, Ramdan; Ade Gafar Abdullah; Maman Somantri. 2013. “Simulator Sistem Pencampur Warna Otomatis Berbasis PLC Terintegrasi Human Machine Interface”. VOL.12, NO.2, 115- 126. Bandung : Teknik Elektro FPTK UPI.
Fadlilah, Umi; Fatah Yasin Al Irsyadi; Aryanto Hari Pratikto. 2009. “Prototype Pencampur Warna Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Surakarta : Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah.
Nuswantara, Satria M. 2009. “Perancangan Proses Otomatis Pada Sistem Kontrol Servo Valve Untuk Pencampuran Fluida Warna Berbasis Mikrokontroler”. Semarang : Teknik Elektro, Universitas Dipenogoro.
Syahid, Andre Afrilian, Dedi Tri Widodo, Hizkia Pandhega, Rama Permata Senja. “Rancang Bangun Miniatur Pencampuran Warna Primer Cat Menjadi Warna Sekunder Secara Otomatis Berbasis PLC dan SCADA”. Semarang : Politeknik Negeri Semarang.
top related