-
RANCANG BANGUN ALAT PENGOMPOS SAMPAH
ORGANIK RUMAH TANGGA
PROPOSAL TUGAS AKHIR
PERIODE 2 SEMESTER GANJIL 2013/2014
Oleh:
STEPANUS KUKUH KURNIADI
2010 041 007
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya
Jakarta
2013
-
LEMBAR PERNYATAAN
CALON PEMBIMBING TUGAS AKHIR
Yang bertanda tangan di bawah ini, calon pembimbing Tugas Akhir dari
mahasiswa:
Nama : Stepanus Kukuh Kurniadi
NIM : 2010 041 007
Topik Tugas Akhir : Rancang Alat Pengompos Sampah Organik
Rumah Tangga
Menyatakan bahwa mahasiswa tersebut di atas akan mengikuti Seminar Proposal
Tugas Akhir Periode 2 Semester Ganjil 2013/2014
Jakarta, 16 Januari 2013
Calon Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Isdaryanto Iskandar, M. Sc.
-
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Nama : Stepanus Kukuh Kurniadi
NIM : 2010 041 007
Peminatan : Konstruksi dan Perancangan Mesin
Calon Pembimbing : Ir. Isdaryanto Iskandar, M.Sc.
Topik Tugas Akhir : Rancang Bangun Alat Pengompos Sampah Organik
Rumah Tangga
Latar Belakang
Pertumbuhan penduduk yang semakin pesat menimbulkan masalah
produksi sampah yang semakin meningkat. Berdasarkan catatan Kementrian.
pada tahun 2010 volume sampah perharinya mencapai 200 ribu ton dan
meningkat dua kali lipat pada tahun 2012 menjadi 490 ribu ton per hari. Dari total
sampah yang dibuang, 50% sampah merupakan sampah rumah tangga [1]
Sekitar 24.5 % sampah ditangani dengan tepat dan 75.5 % sisanya
dibuang begitu saja tanpa diolah [1]. Pembiaran terhadap sampah menjadi
ancaman serius bagi kualitas hidup masyarakat.
Untuk wilayah DKI jakarta pada tahun 2012, komposisi sampah rumah
tangga didominsai oleh sampah organik sebesar 53,75% s isanya adalah sampah
kertas (14.92%), sampah kayu (0.87%), sampah kain (1.1%), sampah karet dan
tiruan karet (0.52%), sampah plastik (14.02%), sampah logam (1.82%), sampah
kaca (2.45%), sampah baterai (0.56%) dan lain-lain (9.98%) [2]. Dengan
penanganan yang tepat, sampah organik dapat diolah menjadi kompos yang
-
dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas tanah. Pengolahan kompos yang
dilakukan di Tempat Pembuanagan Akhir (TPA) tidak dapat mengakomodir
keseluruhan sampah organik yang diproduksi sehingga diperlukan peran serta
masyarakat dalam mengelola sampah rumah tangga. Perilaku bijak dengan
membiasakan untuk memilah sampah organik dan anorganik lalu mengolah
sampah organik menjadi kompos akan sangat membantu. Dengan latar belakang
ini dirasakan perlu adanya alat yang dapat membantu proses pengomposan
sampah organik rumah tangga.
Rumusan Masalah
Bagaimana merancang alat yang dapat membantu proses pengomposan
sampah organik rumah tangga?
Bagaimana prinsip kerja alat pengompos sampah organik?
Tujuan
Tujuan dari perancangan ini adalah merancang alat yang membantu
proses pengomposan sampah organik rumah tangga.
Manfaat Perancangan
Manfaat dari perancangan alat pengompos sampah organik rumah tangga
adalah membantu proses pengomposan agar dapat berjalan lebih cepat
-
Batasan Masalah
Batasan masalah dilakukan agar topik bahasan menjadi lebih terfokus. Batasan
masalah meliputi :
1. Bahan baku sampah organik yang digunakan memiliki perbandingan 30 :
1 antara daun-daun hijau dan ranting pohon atau tanah.
2. Pengomposan dilakukan dengan metode aerob.
Tinjauan Pustaka
Kompos
Kompos adalah hasil penguraian tidak lengkap macam-macam bahan
organik. Membuat kompos adalah mengatur aspek-aspek yang berpengaruh
selama proses penguraian agar berjalan lebih cepat. Aspek-aspek tersebut meliputi
temperatur, kelembapan, mikroorganisme pengurai sampah organik. Kompos
yang baik harus memenuhi persyaratan teknis tertentu agar layak digunakan.
Berikut ini persyaratan teknis pupuk organik menurut DEPTAN RI (Departemen
Pertanian Republik Indonesia) yang dapat dilihat pada gambar 1.
-
Gambar 1. Persyaratan Teknis Minimal Pembenah Tanah Organik [3]
Bahan Dasar Kompos
Untuk bahan dasar kompos dapat diperoleh dari sampah lingkungan
sekitar seperti limbah dari rumah tangga (sayuran, kertas bekas, tulang, rumput,
daun, dan ranting pohon), limbah peternakan (kotoran hewan) dan limbah
pertanian. Bahan baku yang mengadung nitrogen (N) dapat diperoleh dari
Teknik Pembuatan Kompos
Terdapat dua teknik pembuatan kompos yaitu dengan teknik aerob dan
anaerob. Teknik aerob memungkinkan oksigen dari luar berinteraksi selama
proses pengomposan sedangkan metode anaerob tidak mengijinkan oksigen
bereaksi selama proses pengomposan.
-
Kompos Metode Aerob
Pembuatan kompos metode aerob sebaiknya dilakukan di udara terbuka
(terdapat sirkulasi udara). Jenis bahan baku yang cocok untuk pengomposan aerob
adalah material organik yang mempunyai perbandingan unsur karbon (C) dan
nitrogen (N) 30 : 1, kadar air 40%-50% dan pH 6-8. Contohnya seperti
leguminosa, jerami, gedebog pisang dan kotoran unggas [4]. Proses
pembuatannya dilakukan dengan cara mencapurkan semua sampah organik
tersebut dan ditambahkan mikroorganisme stater. Temperatur kompos akan
meningkat drastis setelah 24 jam hingga 65oC. Temperatur ini perlu
dipertahankan hingga 4 hari untuk membunuh bakteri patogen. Setelah 4 hari
temperatur kompos perlu diturunkan antara 45oC hingga 60
oC dan kadar air 40%
- 50% [4]. Setelah itu dibiarkan saja hingga kompos matang. Kompos yang
matang dapat diketahui dengan melihat warnanya yang cenderung hitam dan
beraroma seperti tanah.
Kompos Metode Anaerob
Untuk teknik anaerob bahan organik yang dicampurkan harus memiliki
perbandingan carbon (C) dan nitrogen (N) diatas 40 : 1. Temperatur optimal untuk
proses pengomposan dengan teknik ini adalah sekitar 35oC -45
oC dan kadar air
30% - 40% [4]. Proses pembuatannya diawali dengan mencampurkan seluruh
bahan dan ditambahkan mikroorganisme tambahan kemudian ditutup rapat
hingga menjadi kompos. Selama proses ini akan menimbulkan bau yang tidak
-
sedap. Kompos yang matang cenderung berwarna hitam dan aroma yang
menyengat.
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang terintegerasi dengan memori,
input/output dan timer. Untuk lebih jelasnya ditunjukan oleh gambar 2.
Gambar 2. Diagram Blok Mikrokontroler [5]
Mikrokontroler pada umumnya memiliki pin eksternal untuk dihubungkan
dengan input/output, daya listrik, penghitung waktu dan kontrol sinyal. Pada
umumnya setiap port memiliki 8 jalur untuk mentransfer 8-bit data.
Sensor dan Transduser
Transduser merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk
merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik maupun sebaliknya
-
sedangkan sensor adalah contoh transduser yang berfungsi untuk mengubah
besaran fisik menjadi besaran listrik yang dapat dianalisa dan diukur.
Sensor yang umum digunakan adalah sensor cahaya, sensor temperatur,
sensor gaya, sensor kelembapan dan sensor kecepatan.
Sensor yang digunakan dalam perancangan ini adalah sensor temperatur
dan sensor kelembapan.
Sensor Temperatur
Sensor temperatur adalah sensor yang berfungsi untuk membaca
perubahan temperatur. Perubahan temperatur yang ditangakap oleh sensor
selanjutanya dirubah menjadi besaran listrik untuk kemudian dianalisa oleh
mikrokontroler. Terdapat macam-macam sensor temperatur yang umum
digunakan, diantaranya : bimetallic strips, resistance temperature detectors
(RTDs), thermistor, thermodiodes dan transistor, dan thermocuples [5]. Yang
paling digunakan adalah sensor temperatur tipe thermodiodes dan transistor.
Thermodiodes dan Transistor
Perbedaan pada dioda semikonduktor seringkali digunakan sebagai sensor
temperatur. Saat temperatur pada permukaan semikonduktor berubah, perubahan
tersebut akan mempengaruhi eletron yang melewati lubang untuk nerdifusi
dengan proton dan neutron. Penggunaan sifat ini diterapkan pada produk sensor
temperatur LM35. Setiap perubahan 1oC diwakili oleh 10 mV/
oC. Sensor
temperatur LM35 memiliki range temperatur dari -40oC hingga 110
oC [5].
Berikut ini adalah gambar sensor temperatur LM35.
-
Gambar 3. Sensor Temperatur LM35 [5]
Sensor Kelembapan
Sensor yang digunakan untuk mengukur kelembaban air yang terkandung
dalam kompos.
Gambar 4. Sensor Kelembapan [6]
-
Komponen Penggerak
Motor Listrik
Motor listrik merupakan perangkat yang umum digunakan untuk
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan
motor listrik dapat diaplikasikan ke perangkat-perangkat lain seperti mixer, bor
listrik dan gerinda
Secara garis besar, motor listrik dibagi menjadi dua jenis berdasarkan jenis
listrik yang digunakan untuk menggerakan motor listrik. Dalam gambar 6 dapat
dilihat klasifikasi motor listrik.
Gambar 5. Klasifikasi Motor Listrik [7]
Motor DC adalah motor listrik yang menggunakan arus searah (direct
current) pada kumparan medan untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Motor DC terdiri 3 bagian utama untuk dapat. Ketiga bagian utama
tersebut adalah sebagai berikut:
1. Kutub medan
Kutub medan berfungsi sebagai tempat berinteraksinya kutub positif
dan negatif listrik dalam motor DC
-
2. Dinamo
Dinamo merupakan bagian dalam motor DC yang berupa kumparan
dan terhubung dengan poros penggerak
3. Commutator
Commutator merupakan bagoan dalam motor DC yang berfungsi
untuk membalikan arah putaran poros.
Sistem Transmisi
Gerak yang dihasilkan oleh motor listrik perlu ditransmisikan agar dapat
berguna. Dalam hal ini motor listrik digunakan untuk menggerakan pengaduk
kompos. Pengaduk kompos berfungsi untuk menjaga temperatur kompos.
Transmisi Rantai Rol
Transmisi Rantai Rantai digunakan bila letak poros saling berjauhan dan
tidak bias dijangkau transmisi roda gigi. Rantai terhubung dengan roda gigi
sproket, kemudian daya diteruskan ke poros [6]. Penggunaan transmisi rol dapat
dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Transmisi Rantai Rol [8]
-
Metodologi Perancangan
Mulai
Identifikasi masalah
Cari teori dasar proses pengomposan
Evaluasi terhadap kriteria teknik dan ekonomi
Spesifikasi Alat Pengompos
Tentukan fungsi dan struktur
kefungsian alat pengompos
Konsep Rancangan
Pemilihan Komponen Penggerak
Pemilihan Komponen Frame
Selesai
Per
bai
kan
/ P
enin
gk
atan
Pemilihan Controller
Pemilihan Sensor
Tata Letak Sensor
Pemrograman ControllerPembuatan Sistem Mekanik
Pemasangan Controller ke Alat Pengompos
Alat Berjalan Sesuai Keinginan ?
Desain Rancangan (CAD)
Perencanaan PengujianPelaksanaan Pengujian
Performance
Hasil Pengujian
-
Daftar Pustaka
[1] Fauzi, A., Darnaedi, D. and Prasetyo, L. B. 2013. Status Lingkungan Hidup
Indonesia 2012. Jakarta: Kementrian Lingkungan Hidup Republik Indonesia.
[2] Badan Pusat Statistik Jakarta. 2013. Jakarta Dalam Angka 2013/Jakarta In
Figures 2013, (Online) Desember 2013,
(http://jakarta.bps.go.id/flip/jda2013/files/assets/basic-html/page282.html),
(diakses: 20 Desember 2013).
[3] Suriadikarta, D. A. and Setyorini, D. 2007. Baku Mutu Pupuk Organik.
Bandung: Departemen Pertanian RI.
[4] Alamtani. 2013. Cara Membuat Kompos Metode Aerob dan Anaerob,
(Online), Desember 2013 (http://www.alamtani.com/cara-membuat-
kompos.html), (diakses: 20 Desember 2013).
[5] Bolton, W., 2008, Mechatronic: Electronic Control Systems in Mechanical
and Electrical Engiinering, ed, England : Pearson Education Limited.
[6] Gardenbot.org. 2014. The Soil Moisture Sensor, (Online), Januari 2014
(http://gardenbot.org/howTo/soilMoisture/how-to_moisture-sensor_small.png),
(diakses, 15 Januari 2014).
[7] Elektronika-dasar.web.id. 2014. Jenis-Jenis Motor Listrik, (Online), Januari
2014 (http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/jenis-jenis-motor-
listrik/) (diakses: 15 Jan 2014).
[8] Sularso, 1978, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Tokyo:
Association for International Technical Promotion.
Mengetahui,
Calon Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Isdaryanto Iskandar, M.Sc.
-
Lampiran
Gambar Rancangan Alat
Bak Penampung Air
Bak Penampung Sampah Organik
Motor Listrik
Speed Reducer
Ball Valve
Sensor Temperatur
dan Kadar Air
Poros Pengaduk Sampah Organik
Transmisi Rantai -Sprocket