no.issn: 2722-1318 vol.1. no.1 tahun 2020
TRANSCRIPT
No.ISSN: 2722-1318
JUDUL; Susunan Redaksi ............................................................................................... i Daftar Isi ............................................................................................... ii Aplikasi Programmable Logic Controller (Plc) Omron Cp1e-40dr-A Dalam Proses Efektivitas Dan Sistem Pengaman Pompa Air ....................................................1-8 Arista Nugroho Hadiputra, ST,MT
Bambang Santoso,ST,M.Si
Prototype Alat Pembuka Dan Penutup Tempat Sampah Otomatis Dengan Sensor
Passive Infra Red (Pir) Menggunakan Mikrokontroler At89s51........................9-17
Gandi Firmansyah Putra, ST,MT Toto Haskoro, ST,MT
Rancang Bangun Miniatur Palang Pintu Otomatis Perlintasan Kereta Api Dengan
Menggunakan PLC CP1E ................................................................................ 18-25 Yudi Wibawa, ST,MT .
Tb.Dedy Fu’ady, ST,MM
Penyiram Tanaman Otomatis Berbasis Arduino Dengan Sensor Kelembaban Tanah Soil Moisture (Yl-69) Dan Sensor Ketinggian Air Sensor Ultra Sonic (Hcsr
04) ....................................................................................................................26-36
Sayid Bahri Sriwijaya, S.Pd,MT Dekrit Pratikno, S.Km,MT
Rancang Bangun Alat Pemotong Kentang Spiral .............................................37-45
Siswandi, ST,M.Kom
Afriyan Ramayanto, ST,MT
Alamat Redaksi; Politeknik Krakatau JL. Sultan Ageng Tirtayasa komplek Bonakarta B-7 Cilegon Tlp. 0254 38830,385268
Vol.1. No.1 Tahun 2020
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
1
APLIKASI PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) OMRON CP1E-40DR-A DALAM PROSES EFEKTIVITAS DAN SISTEM PENGAMAN POMPA AIR
Arista Nugroho Hadiptra 1, Bambang Santoso
2,
Program D3 Teknik Listrik Politeknik Krakatau
Abstrak Sistem pengaman mesin pompa air di dalam sumur berasis PLC adalah system pengaman pompa air yang menggunakan aplikasi PLC sebagaipengamanya. Pada alat pengaman ini dipasang sensor
proximity dan sensor air sebagai pengindera level air didalam sumur. Prinsip kerja alat ini yaitu ketika
kondisi level air didalam sumur meningkat atau naik mak asistem PLC dengan aktuator motor DC akan bekerja secara otomatis mengangkat mesin pompa pada posisi yang aman. Dan ketika kondisi level air
sudah surut kembali, maka otomatis mesin pompa juga akan diturunkan kembali keposisi tertentu yang
aman pula.
Kata kunci : PLC, motor DC, sensor proximitydan sensor air
A. Latar Belakang Air merupakan kebutuhan utama dalam
rumah rumah tangga untuk memenuhi
kebutuhan sehari-hari. Dengan demikian minimal 1 buah pompa air diperlukan untuk
mendistribusikan air dari sumber keseluruh titik
air. Untuk efektivitas penggunaan mesin
pompa, Berdasarkan pertimbangan – pertimbangan diatas, untuk menunjang proses
otomatisasi agar mesin pompa bekerja dengan
maksimal maka dibutuhkan system kontrol yang dapat menunjang efektivitas penggunaan
mesin pompa di rumah-rumah maupun di
industri. Programable Logic Control (PLC)
merupakan salah satu kontroler yang umum digunakan. Pada dasarnya didalam PLC
terdapat beberapa peralatan yang berfungsi
sebagai relay, coil, latching coil, timer, counter, perubahan analog ke digital, perubahan digital
ke analog dan lain sebagainya yang dapat
digunakan untuk mengendalikan peralatan dengan bantuan program yang kita rancang
sesuai dengan kebutuhan kita.
PLC dapat digunakan untuk mengatur
peralatan dengan pengendali perangkat lunak. Programable Logic Control (PLC)
merupakan salah satu controller yang
memenuhi kriteria – kriteria diatas, oleh karena itu timbulah gagasan untuk membuat
sebuah alat untuk mengamankan pompa air
yang diberi judul “Aplikasi Programmable Logic Controller (Plc) Omron Cp1e-E40sd-A
Dalam Proses Efektivitas Dan Sistem
Pengaman Pompa Air” adalah sistem
otomatis yang digunakan untuk mengamankan pompa air pada saat keadaaan
level air didalam sumur naik atau turun.
Saat kondisi air naik maka pompa secara otomatis terangkat oleh motor 1 phase
pada batas yang sudah ditentukan sehingga
pompa tidak tenggelam dan terjadi hubung
singkat. Pada saat keadaan air surut maka motor 1 phase akan menurunkan pompa air
diatas permukaan air sesuai dengan jarak
yang sudah ditentukan. Dengan adanya sistem pengaman pompa air ini maka para pengguna
pompa air sangat dimudahkan dalam
pengunaanya.Jadi para pengguna tidak
khawatir jika meninggalkan rumah dalam jangka waktu yang lama.
Alat tersebut perlu di uji efektivitasnya
agar dapat diketahui kelebihan dan kekuranganya. Berikut ini adalah alat yang
akan kami buat :
Gambar1.1 Denah Penempatan Alat dan Keteranganya
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan bagaimana
pembuatan program aplikasi Programmable
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
2
Logic Controller (PLC) untuk mengamankan pompa air dengan menambahkan sistem kendali
otomatis dengan PLC yang digunakan untuk
proses efektivitas sistem pengaman mesin
pompa pada saat keadaaan level air dalam sumur naik atau turun
C. Tinjauan Pustaka
A. Efektivitas
Kata efektif berasal dari bahasa Inggris
yaitu effective yang berarti berhasil atau sesuatu yang dilakukan berhasil dengan baik.Kamus
ilmiah populer mendefinisikan efektivitas
sebagai ketepatan penggunaan, hasil guna atau
menunjang tujuan. Efektivitas merupakan unsur pokok untuk
mencapai tujuan atau sasaranyang telah
ditentukan di dalam setiap organisasi, kegiatan ataupun program.Disebut efektif apabila
tercapai tujuan ataupun sasaran seperti yang
telah ditentukan.Hal ini sesuai dengan pendapat H. Emerson yang dikutip Soewarno
Handayaningrat S. (1994:16) yang menyatakan
bahwa “Efektivitas adalah pengukuran dalam
arti tercapainya tujuan yang telah ditentukan sebelumnya.”
Berdasarkan pada definisi diatas
efektivitas dapat diartikan sebagai pengukuran keberhasilan dalam pencapaian tujuan-tujuan
yang telah ditentukan. Sebagai contoh jika
sebuah tugas selesai dengan pemilihan cara-cara
yang sudah ditentukan, maka cara tersebut adalah benar atau efektif
Kriteria Alat Dikatakan Efektif
a) Alat yang telah dibuat dapat dikatakan
efektif bila memenuhi persyaratan sebagai berikut:
b) Pada saat air naik dan mendekati pompa
pada jarak yang telah ditentukan, maka
pompa akan terangkat. Terangkatnya pompa bertujuan untuk menghindari
tenggelamnya pompa yang dapat
menyebabkan konselet atau terbakarnya lilitan.
c) Jarak penempatan posisi pompa dan
sensor pendeteksi (proximity) minimal dapat mengamankan pompa air (tidak
mengenai air) jika sewaktu-waktu air
mengalami gelombang karena adanya
guncangan.
d) Pada saat air dalam sumur surut, maka pompa akan turun sampai batas diatas
permukaan air yang telah ditentukan. Jika
pompa air tidak turun, maka jarak antara
pompa dengan sumber air semakin jauh dan itu menyebabkan daya hisap air pada
pompa itu berkurang.
B. Komponen
a) Mesin Pompa
Pompa adalah mesin atau peralatan
mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke
dataran tinggi atau untuk mengalirkan
cairan dari daerah bertekanan rendah ke
daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu
sistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai
dengan membuat suatu tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan
tekanan yang tinggi pada sisi keluar atau
discharge dari pompa. Pada prinsipnya, pompa mengubah
energi mekanik motor menjadi energi
aliran fluida. Energi yang diterima oleh
fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan-tahanan
yang terdapat pada saluran yang dilalui.
Gambar 3.1 Mesin Pompa Air
b) Programmable Logic Controller (PLC) Programmable Logic Controllers (PLC)
adalah komputer elektronik yang mudah
digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan
tingkat kesulitan yang beraneka ragam .
Menurut NEMA (National Electrical Manufacturers Association USA),definisi
PLC ialah “Alatelektronika digital yang
menggunakan programmable memory untuk
menyimpan intruksi dan untuk menjalankan fungsi-fungsi khusus seperti: logika,
sequence (urutan), timing (pewaktuan),
penghitungan, dan operasi aritmetika untuk mengendalikan mesin dan proses.”
PLC ini dirancang untuk menggantikan
suatu rangkaian relay sekuensial dalam suatu
sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
3
ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki
pengetahuan di bidang pengoperasian
komputer secara khusus. PLC ini memiliki
bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang
telah dibuat dengan menggunakan software
yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan. Secara umum
fungsi PLC adalah sebagai berikut:
Sequential Control PLC memproses input sinyal biner
menjadi output yang digunakan untuk
keperluan pemrosesan teknik secara
berurutan (sekuensial), disini PLC menjaga agar semua step atau langkah
dalam proses sekuensial berlangsung
dalam urutan yang tepat. Monitoring Plant
PLC secara terus menerus memonitor
status suatu sistem (misalnya temperatur, tekanan, tingkat ketinggian) dan
mengambil tindakan yang diperlukan
sehubungan dengan proses yang
dikontrol (misalnya nilai sudah melebihi batas) atau menampilkan pesan tersebut
pada operator
Prinsip kerja sebuah PLC adalah menerima sinyal masukan proses yang
dikendalikan lalu melakukan serangkaian
instruksi logika terhadap sinyal masukan
tersebut sesuai dengan program yang tersimpan dalam memori lalu
menghasilkan sinyal keluaran untuk
mengendalikan aktuator atau peralatan lainnya.
Secara umum cara kerja system yang
dikendalikan PLC cukup sederhana,yaitu: a. PLC mendapatkan sinyal input dari input
device.
b. PLC mengerjakan logika program pada
processor c. PLC memberikan sinyal output pada
output device
Gambar 3.2 Hubungan PLC dan Input Output
Dari penjelasan di atas, didapatkan definisi sebagai berikut :
PLC input devicer : benda fisik yang
memicu eksekusi logika/propaganda
PLC. Contoh : saklar dan sensor.
PLC output devicer : benda fisik yang
diaktifkan oleh PLC sebagai hasil eksekusi program.
Contoh : motor dc, motor ac, dan relay.
Sistem kontrol yang menggunakan PLC terbagi dalam beberapa komponen utama.
Gambar 3.3 Hubungan PLC dengan Perangkat lain
Darigambar nampak bahwa PLC memiliki komponen yang terhubung dengan input device
dan output device. PLC juga terhubung dengan
PC untuk kebutuhan pemrograman.
Secara umum PLC terbagi dalam beberapa komponen berikut:
a. PowerSupply.
b. Processor. c. Memory.
d. Input dan Output Module.
e. Programming Device.
PLC yang akan digunakan adalah merek Omron CP1E-40DR-A tipe AC/DC/Relay hal
tersebut karena selain harganya yang murah
mengingat PLC ini memiliki IO Analog, juga dikarenakan PLC inimemiliki respon yang
cepat dan jumlah IO yang cukup untuk sebuah
sistem water level control.
Gambar 3.4 Omron CP1E-40DR-A tipe AC/DC/Relay
Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik
(elektro magnetik). Saklar pada relay akan
terjadi perubahan posisi OFF ke ON pada saat diberikan energi elektro magnetik pada armatur
relay tersebut. Relay pada dasarnya terdiri dari
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
4
2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem pembangkit elektromagnetik (induktor inti
besi).
Gambar 3.5 Relay Elektromagnetic
Relay dibutuhkan dalam rangkaian
elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali
elektronik yang berbeda sistem power
supplynya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah
sehingga antara beban dan sistem kontrol
terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik
adalah sebagai berikut : a. Kumparan elektromagnet
b. Saklar atau kontaktor Swing
c. Armatur Spring (Pegas).
Gambar 3.6 Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NC
(Normally Close) Dari konstruksi relai elektro mekanik diatas
dapat diuraikan sistem kerja atau proses relay
bekerja. Pada saat elektromagnet tidak
diberikan sumber tegangan makatidak ada medan magnet yang menarik armature,
sehingga skalar relay tetap terhubung ke
terminal NC (Normally Close) seperti terlihat
pada gambar konstruksi diatas. Kemudian pada saat elektromagnet diberikan sumber tegangan
maka terdapat medan magnet yangmenarik
armature, sehingga saklar relay terhubung ke terminal NO (Normally Open) seperti terlihat
pada gambar dibawah
Gambar 3.7 Konstruksi Relai Elektro Mekanik Posisi NO
(Normally Open)
c) Sensor Proximity Proximity Switch atau Sensor Proximity
adalah alat pendeteksi yang bekerja
berdasarkan jarak obyek terhadap
sensor.Karakteristik dari sensor ini adalah mendeteksi obyek benda dengan jarak yang
cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai
beberapa centi meter saja sesuai type sensor yang digunakan. Proximity Switch ini
mempunyai tegangan kerja antara 10-30 Vdc
dan ada juga yang menggunakan tegangan 100-200VAC.
Gambar 3.8 Proximity Switch d) Mesin Listrik
Mesin Listrik merupakan alat listrik yang
berputar dan dapat mengubah energi mekanis menjadi energi listrik
(menggunakan Generator AC/DC) dan dapat
mengubah energi listrik menjadi energi
mekanis (menggunakan Motor AC/DC), serta dapat juga mendistribusikan energi
listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain
(menggunakan Transformator) dengan tegangan yang bisa berubah-rubah dan
dengan frekuensi yang tetap melalui suatu
medium berupa medan magnet atas dasar prinsip Elektro Magnetis.
Pada motor listrik tenaga listrik diubah
menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini
dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro
magnet
Gambar 3.9 Motor Listrik
e) Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada
dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
5
dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut
dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet,
kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau
keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan
dipasang pada diafragma maka setiap
gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga
membuat udara bergetar yang akan
menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai
atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat
(alarm).
f) Fuse Fuse atau sekering adalah komponen
yang berfungsi sebagai pengaman dalam
sebuah rangkaian elektronika maupun perangkat listrik. Fuse (Sekering) pada
dasarnya terdiri dari sebuah kawat halus
pendek yang akan meleleh dan terputus jika dialiri oleh arus listrik yang
berlebihan ataupun terjadinya hubungan arus
pendek (short circuit) dalam sebuah
peralatan listrik/elektronika. Dengan putusnya Fuse (sekering) tersebut, maka
arus listrik berlebih (short circuit) tersebut
tidak dapat masuk ke dalam PLC sehingga tidak merusak komponen-komponen yang
terdapat didalam PLC. Karena fungsinya
yang dapat melindungi peralatan listrik dan
peralatan elektronika dari kerusakan akibat arus listrik berlebih, maka fuse atau sekering
juga sering disebut sebagai “Pengaman
Listrik”.
Gambar 3.10 FUSE
D. Metode Penelitian
Penelitian deskriptif adalah salah satu jenis
metode penelitian yang berusaha
menggambarkan dan menginterpretasikan objek sesuai dengan apa adanya ( Best,1982 : 119).
Mereka melaporkan keadaan objek atau
subjek yang diteliti sesuai dengan apa adanya. Pada umumnya tujuan utama penelitian
deskriptif adalah untuk menggambarkan secara
sistematis fakta dan karakteristik objek dan
subjek yang diteliti secara tepat.
E. Tahap Penelitian 1. Perencanaan Perangkat Keras (Hardware)
pada PLC
Pada bagian perancangan perangkat keras
hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut.
1) Pembuatan blok diagram sistem secara
lengkap, dengan tujuan untuk mempermudah pemahaman mengenai
cara kerja alat yang akan dibuat.
2) Penentuan spesifikasi komponen yang akan diperlukan.
3) Penentuan komponen perangkat keras
yang akan digunakan. Adapun dalam
pemilihan komponen tersebut berdasarkan pada komponen yang mudah
didapatkan dipasaran lokal.
4) Perancangan skema rangkaian secara lengkap untuk memudahkan dalam
merangkai komponen yang telah dibeli.
2. Pembuatan Rangkaian motor 2 arah putaran
Pada rangkaian motor 2 arah putaran
menggunakan relay 9V dan menggunakan
batrai 9V. Rangkaian motor bekerja dengan 2 arah putaran yaitu putar maju (kanan) dan
putar mundur (kiri). Rangkaian ini berfungsi
untuk menaikan dan menurunkan mesin pompa air di dalam sumur. Gambar rangkain
motor 2 putaran pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Rangkaian Motor 2 Putar
C. Skema rangkaian pengaman pompa air
Skema rangkain pengaman pompa air terdiri dari PLC, rangkaian sensor air,
rangkaian sensor proximity, rangkaian
pengaman dan rangkaian motor.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
6
Gambar 4.2 Skema Rangkaian Sistem Pengaman Mesin Pompa
Air
D. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Setelah perangkat keras dirancang, maka
langkah selanjutnya adalah perancangan perangkat lunak. Perangkat lunak ini
berfungsi untuk mengatur kinerja
keseluruhan sistem yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem
ini dapat bekerja dengan baik. Perancangan
ini dimulai dengan pembuatan ladder PLC
dengan menggunakan software CX One Programmer yang merupakan software
programmer gratis yang dikeluarkan
OMRON
Gambar 4.3 Program PLC Omron dengan Software CX One
Programmer
E. Hasil Akhir Realisasi Alat Hasil akhir alat yang dibuat pada tugas
akhir ini meliputi perangkat lunak (software)
dan perangkat keras (hardware). Berikut ini
gambar perangkat keras hasil realisasi alat.
F. Hasil Pengujian
1. Terhadap Sensor Air
Sensor air bekerja atau akan memberikan
sinyal ke plc untuk menurunkan pompa, ketika salah satu dari kedua kabel tidak
mengenai air. Jika kedua kabel mengenai air
maka sensor tidak akan bekerja.
No Nama Deteksi Water
Level 1
Water
Level 2 Motor (BJ)
1 Sensor Air Air M TM B
2 Sensor Air Air TM M TB
3 Sensor Air Air TM TM B
4 Sensor Air Air M M TB
Gambar 4.5 Hasil pengujian terhadap sensor air
Ket : M ; Menyentuh Air B ;Bekerja
TM; Tidak Menyentuh air
TB;Tidak Bekerja 2. Pengujian terhadap alat
Untuk menggambarkan sistem kerja alat,
makadiperlukan pengujian alat. Pengujian alat
dilakukan sebanyak tiga kali percobaan denganhasilsebagai berikut :
No Saat alat
dijalankan
Sensor
Proximity
(mm)
Sensor
Air M1 (cm) M2 (cm)
1 Air naik
pertama Aktif (0,8) - Terangkat (3) -
2 Air naik kedua Aktif (0,8) - Terangkat
(3,5) -
3 Air naik ketiga Aktif (0,8) - Terangkat (3) -
4 Air turun - Aktif - Turun
Gambar 4.6a hasil pengujian terhadap alat uji coba ke 1
No Saat alat
dijalankan
Sensor
Proximity
(mm)
Sensor
Air M1 (cm) M2 (cm)
1 Air naik
pertama Aktif (0,8) -
Terangkat(3,5
) -
2 Air naik kedua Aktif (0,8) - Terangkat(3,5
) -
3 Air naik ketiga Aktif (0,8) - Terangkat(3,5
) -
4 Air turun - Aktif - Turun
(10,5)
Gambar 4.6b hasil pengujian terhadap alat uji coba ke 2
No Saat alat
dijalankan
Sensor
Proximity
(mm)
Sensor
Air M1 (cm) M2 (cm)
1 Air naik
pertama Aktif (0,8) - Terangkat (3) -
2 Air naik kedua Aktif (0,8) - Terangkat (3) -
3 Air naik ketiga Aktif (0,8) -
Terangkat
(3,5) -
4 Air turun - Aktif - Turun(1
0,5)
Gambar 4.6c hasil pengujian terhadap alat uji coba ke 3
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
7
Dari pengujian alat yang dilakukan sebanyak tiga kali diperoleh hasil sebagai berikut :
1) Motor 1 diseting 200 s dengan timer
mengangkat pompa air sebanyak 1 kali
dan Motor 2 diseting 120 s dengan timer menurunkan pompa air sebanyak 1 kali.
2) Sensor proximity bekerja sesuai pada
batas ketelitianya yaitu mendeteksi obyek pada jarak 0,8 mm saat keadaan air naik
mendekati pompa.
3) Motor 1 berputar searah jarum jam dan mengankat pompa air ketika sensor
proximity mendeteksi air saatkeadaan air
naik.Rata-rata motor mengankat pompa
3,3 cm setiap kali angkatan. 4) Water level bekerja ketika air dalam
keadaan pasang dan surut. Ketika water
level 1 mengenai air maka water level akan menaikan motor sedangkan untuk
water level 2 kebalikanya dari prinsip
kerja water level 1. Dan ketika kedua water level tidak mengenai air maka
water level akan menaikan motor.
5) Motor 2 berputar berlawanan jarum jam
dan menurunkan motor ketika sensor air bekerja pada saat air surut. Rata-rata
motor menurunkan pompa 10 cm setiap
kali turun.
G. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan
Berdasarkan permasalahan, hasil dan
pengujian alat, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1) Hasil akhir bentuk alat sesuai dengan
rancangan yang telah direncanakan. 2) Jarak deteksi sensor proximity dengan
obyek (0,8 mm) pada setiap kali
pengujian tanpa mengalami perubahan. 3) Pompa air terangkat sebanyak 1 kali
angkatan dan turun sebanyak 1 kali.
Sesuai dengan apa yang sudah
direncanakan. 4) Berdasarkan pada perancangan, sensor
proximity, water level dan prinsip
kerjanya. Alat tersebut sudah bekerja sesuai dengan apa yang telah
direncanakan sebelumnya, maka alat
tersebut dapat dikatakan efektif. 2. Saran
Beberapa hal yang perlu diperhatikan
dalam proses realisasi unit sistem pengaman
pompa air berbasis PLC serta pengujian keefektivitasanya adalah :
1) Penggunaan sensor proximity dengan
ketelitian 0,8 mm sebaiknya diganti
dengan sensor proximity yang memilki ketelitian minimal 50 cm. Sehingga lebih
aman dan lebih sedikit resiko akan
terkenanya air jika sewaktu-waktu terjadi gelombang.
2) Pada saat pompa turun sebaiknya turunya
pompa lebih dari satu kali. Jika pompa turun hanya satu kali, maka daya hisap
pompa semakin berkurang karena jarak
pompa dengan permukaan air yang
terlalu jauh. Sementara daya hisap pompa sumur dangkal dan pompa semi jet pump
maksimal 7M-10 M dari permukaan
tanah. Sebaiknya pada penempatan elektroda (sensor air) disetting sebanyak
3 kali seperti pada saat pompa terangkat.
Setiap kali pompa turun disetting agar water level air bekerja pada jarak 2M.
Jadi setiap air turun mencapai jarak 2M
maka pompa akan ikut turun. Hal
tersebut bertujuan agar daya hisap pompa saat air turun tetap besar, karena jarak
pompa dengan permukaan air tidak
terlalu jauh.
H. Daftar Pustaka
Bishop, Owen. 2004. Dasar-Dasar
Elektronika. Jakarta: Erlangga.
Eko Putra, Agfianto. 2004. PLC : Konsep, Pemprograman dan Aplikasi (Omron
CPM1A/CPM2A dan ZEN
Programmable Relay). Yogyakarta: GAVAMEDIA.
Hasan, Esan. 2000. Rangkaian Dasar
Elektronika. Bandung Ganesa: Exact. Mahardika, Tegar. 2008. Perancangan
Aplikasi Plc Omron Sysmac Cp1l Untuk
Otomasi Proses Pengisian Dan
Penyegelan Air Minum Dalam Kemasan. Makalah Seminar Praktik Kerja
Lapangan Teknik elektro. UNDIP.
Malvino, Albert Paul. 1994. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga.
Mukti Hermawan, Tri. 2009. Aplikasi PLC
SYSMAC OMRON CPM1A 30I/O dengan Sensor Limit Switch RX KW12
pada Pintu Gerbang Otomatis sebagai
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
8
Bagian Sistem Otomatisasi Rumah. Semarang : Universitas Diponegoro.
Sarwanda, Aldi. 2017. Aplikasi Penggunaan
Programmable Logic Controller (PLC)
Omron Pada Alat Pengisian Botol Air Mineral. Laporan Tugas Akhir Teknik
Elektro. Universitas Negeri Padang.
Widiastuti, Oktisa. 2014. Perancangan dan Implementasi Sistem Pengisian Air
Berbasis Programmable Logic Control
(PLC) Omron CPM2A. Jurnal Tugas Akhir UNDIP
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
9
PROTOTYPE ALAT PEMBUKA DAN PENUTUP TEMPAT SAMPAH
OTOMATIS DENGAN SENSOR PASSIVE INFRA RED (PIR) MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER AT89S51
Gandi Firmansyah Putra 1, Toto Haskoro2
Prodi Teknik D3 Teknik Listrik Politeknik Krakatau
ABSTRAK
Dalam meningkatkan kesadaran akan kepedulian terhadap kebersihan lingkungan, kadang
memerlukan cara yang unik agar tiap-tiap individu tertarik, sehingga tak segan untuk membuang sampah
pada tempatnya. Cara unik tersebut yaitu dengan membuat Tempat Sampah Pintar “Smart Trash Bin”. Ini adalah sebuah tempat sampah pintar untuk sampah kering yang tutup tempat sampahnya dapat
terbuka sendiri dan ketika sampah sudah dimasukkan serta tutup tempat sampah tertutup dengan
sendirinya, sesaat itu pula akan menyampaikan sebuah pesan tentang menjaga lingkungan yaitu “Jaga selalu lingkungan disekitar anda.”
Tempat sampah otomatis adalah tempat sampah yang bisa membuka sendiri tanpa disentuh. Penutup
tempat sampah akan membuka sendiri bisa objek/tangan manusia didekatkan ke hadapan tempat sampah
atau sensornya, makan secara otomatis akan membuka. Secara garis besar alat sistem kendali tempat sampah otomatis berbasis Mikrokontroler AT89S51 ini dibagi dalam dua bagian, yaitu perancangan
hardware dan perancangan software. Untuk bagian perangkat keras terdiri dari catu daya, sistem
minimum Mikrokontroler AT89S51, layar LCD dan manual switch yang berfungsi sebagai pengontrol beban berupa motor DC dengan bantuan driver relay sebagai pengamannya. Sementara software untuk
alat ini menggunakan program yang dibuat menggunakan software Basic Compiler.
Kata Kunci : Tempat Sampah, Mikrokontroler, software Basic Compiler.
A. Latar Belakang Manusia merupakan makhluk hidup yang
menginginkan segala sesuatu yang tampak
bersih dan indah, salah satunya kebersihan lingkungan. Banyak manusia yang sadar dan
banyak pula yang belum sadar akan
kepeduliannya terhadap kebersihan lingkungan
disekitarnya, hal tersebut dapat direfleksikan seperti masih banyaknya sampah yang
berceceran di jalan dan juga di taman kota.
Keadaan tersebut tentunya meresahkan bagi pengguna fasilitas publik.
Tempat sampah yang sudah disediakan oleh
instansi kebersihan hanya menjadi hiasan bisu
dijalanan yang tidak terurus dan tidak menarik. Mungkin hal tersebut juga menjadi faktor yang
menyebabkan manusia enggan untuk
membuang sampah. Berkaca dari hal tersebut kesadaran setiap individu akan kebersihan
lingkungan sangat diperlukan dan lebih
ditingkatkan.
Dalam meningkatkan kesadaran akan kepedulian terhadap kebersihan lingkungan,
kadang memerlukan cara yang unik agar tiap-
tiap individu tertarik, sehingga tak segan untuk membuang sampah pada tempatnya. Cara unik
tersebut yaitu dengan membuat Tempat Sampah
Pintar “Smart Trash Bin”. Ini adalah sebuah
tempat sampah pintar untuk sampah kering yang tutup tempat sampahnya dapat terbuka
sendiri dan ketika sampah sudah dimasukkan
serta tutup tempat sampah tertutup dengan sendirinya, sesaat itu pula akan menyampaikan
sebuah pesan tentang menjaga lingkungan yaitu
“Jaga selalu lingkungan disekitar anda.”
B. Perumusan Masalah
Dari latar belakang masalah diatas, maka
yang menjadi permasalahannya adalah : 1) Bagaimana proses rancang bangun
tempat sampah otomatis dengan Sensor
PIR Berbasis Mikrokontroler AT89S51 ?
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
10
2) Bagaimana cara kerja rancang bangun tempat sampah otomatis dengan Sensor
PIR Berbasis Mikrokontroler AT89S51 ?
C. Tinjauan Pustaka 1. Pengertian Tempat Sampah
Tempat Sampah (bahasa Inggris: waste
container) adalah tempat untuk menampung sampah secara sementara, yang biasanya
terbuat dari logam atau plastik.
Tempat sampah adalah tempat untuk menampung sampah secara sementara, yang
biasanya terbuat dari logam atau plastik. Di
dalam ruangan tempat sampah umumnya
disimpan di dapur untuk membuang sisa keperluan dapur seperti kulit buah atau botol.
Ada juga tempat sampah khusus kertas yang
digunakan di kantor. Beberapa tempat sampah memiliki penutup pada bagian atasnya untuk
menghindari keluarnya bau yang dikeluarkan
sampah. Kebanyakan harus dibuka secara manual, namun saat ini sudah banyak yang
menggunakan pedal untuk memudahkan
membuka tutup tempat sampah.Tempat sampah
dalam ruangan umumnya dilapisi kantong untuk memudahkan pembuangan sehingga tidak perlu
memindahkan tempat sampah ketika sudah
penuh, cukup dengan membawa kantong yang melapisi tempat sampah lalu menggantinya
dengan yang baru. Hal ini memudahkan
pembuangan sampah.
Jenis-jenis Tempat Sampah Dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :
a) Tempat Sampah Organik
Tempat Sampah Organik adalah berisi sampah yang dapat terurai secara sempurna
dengan sendirinya melalui proses biologi baik
aerob maupun anaerob. Sampah organik memiliki ciri mudah membusuk dan
mempunyai sifat kimia yang stabil sehingga
zatnya akan mengendap ke dalam tanah, dasar
sungai, danau serta laut dan mempengaruhi ekosistem di dalamnya. Sampah organik dapat
mengalami dekomposisi dan menjadi kompos.
Sampah organik sendiri terbagi menjadi 2, sampah organik basah dan sampah organik
kering. Sampah organik basah memiliki
kandungan air yang tinggi, contohnya adalah sisa sayuran, kulit buah, daging, dan sisa
makanan. Sedangkan sampah organik kering
memiliki kandungan air yang relatif lebih
sedikit, contohnya adalah kayu, ranting pohon, dedaunan kering, jerami,
b) Tempat sampah Non Organik
Tempat Sampah Anorganik adalah berisi
sampah yang tidak bisa terurai oleh proses biologi. Sampah ini dapat terurai secara
alami namun dalam waktu yang sangat lama.
c) Tempat sampah B3 Tempat sampah B3 adalah tempat
sampah yang bertuliskan B3 ( Bahan
Berbahaya dan Beracun ) isinya seperti sampah beling, kaca, gelas beling, bekas
detergen, obat nyamuk dll. Dengan adanya
tempat sampah ini agar tidak
membahayakan bagi orang lain. d) Tempat sampah Residu
Tempat sampah yang berisi ampas, sisa
pengendapan dari sebuah zat tertentu yang mengalami pemisahan kepekatan, di mana
zat tersebut tertinggal dan tidak larut
sebagaimana bagian lainnya yang bisa hilang / larut secara keseluruhan.
Fungsi Tempat Sampah
Fungsinya adalah memberikan tempat
khusus bagi orang – orang yang ingin membuang sampah, baik sampah tersebut
organik maupun non- organik. Karena dengan
adanya tempat sampah, maka akan menjadi lebih dapat menjaga kebersihan, karena sampah
– sampah tidak berserahkan lagi. Dengan
adanya tempat sampah juga dapat mengurangi
polusi udara. Dengan adanya tempat sampah maka sampah organik dan non-organik akan
berada pada tempatnya dan pengelolaannya
masing – masing. Dan banyak lagi manfaat yang akan terjadi jika tujuan dari tempat
sampah tersebut dapat terpenuhi.
Akan tetapi tempat sampah juga harus dijaga dan dirawat dengan baik. Bukan hanya tempat
untuk membuang sampah – sampah, akan tetapi
juga tempat untuk membuat lingkungan kita
menjadi lebih bersih dan terawat. Karena itu semua juga demi kita sendiri dan untuk generasi
kita supaya lebih sadar akan pntingnya
kesehatan dan kebersihan lingkungan, terutama pada kebersihan lingkungan yang diperankan
oleh tempat sampah. Oleh karena itu jangan
sesekali meremehkan tempat sampah dan memandang rendah pekerja pasukan yang
berseragam kuning yang berkeliling setiap hari
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
11
bekerja untuk membersihkan dan mengelola sampah–sampah yang berada di tempat sampah.
Dengan adanya pasukan kuning tersebut
pastinya dapat menjaga kebersihan dengan baik,
oleh karena itu kita patut mendukung dan berterimakasih pada pasukan kuning yang
sangat berjasa dalam melakukan pekerjaannya
sebagai pengelola sampah– sampah yang ada di berbagai tempat sampah.
2. Mikrokontroler Mikrokontroler yaitu sebuah komponen
elektronika yang dapat bekerja sesuai dengan
program yang diisikan kedalam memorinya
seperti layaknya sebuah komputer yang sangat sederhana. Aplikasi yang digunakan dalam
mikrokontroler hanya satu program saja yang
bisa disimpan, tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani beberapa macam
aplikasi. Program mikrokontroler dapat diisikan
secara berulang-ulang dan dihapus. Terbentuknya Mikrokontroler MCS51
diawali oleh Intel Coorporation yang
mengenalkan IC Mikrokontroler tipe 8051 pada
tahun 1980-an, dengan bentuk yang sederhana dan harganya murah sehingga banyak digemari.
Dengan keadaan seperti ini banyak pabrik IC
besar yang ikut memproduksinya dengan tidak mengurangi keunggulan IC tersebut melainkan
menambah kemampuan pada mikrokontroler
buatannya meskipun semuanya masih dibuat
berdasarkan tipe 8051. Sampai sekarang mikrokontroler turunan tipe 8051 dibuat lebih
dari 100 macam, sehingga terbentuklah sebuah
keluarga besar mikrokontroler dan biasa disebut sebagai MCS51.
Salah satu pabrik yang ikut serta
memproduksi IC adalah atmel. Atmel merupakan pabrik IC yang sangat menguasai
teknologi pembuatan Flash PEROM. Usaha
atmel ternyata membuat terobosan baru bagi
keluarga MCS51, dengan adanya Flash PEROM yang bentuknya sederhana dan
harganya murah banyak orang untuk membuat
alat yang menggunakan mikrokontroler. Produksi mikrokontroler MCS51 Atmel
dibagi dua jenis, yaitu mikrokontroler yang
memiliki 40 kaki setara dengan 8051, dan mikrokontroler yang memiliki 20 kaki adalah
MCS51 yang disederhanakan, penyederhanaan
dilakukan dengan cara mengurangi jalur
input/output paralel. Penyederhanaan ini dimaksudkan untuk membentuk mikrokontroler
yang bentuk fisiknya sekecil mungkin tetapi
memiliki kemampuan yang sama.
Atmel memproduksi tiga buah mikrokontroler mini yaitu AT89C1051 dengan
kapasitas Flash PEROM 1 Kilo Byte,
AT89C2051 dengan kapasitas Flash PEROM 2 Kilo Byte, dan AT89C4051 dengan kapasitas 4
Kilo Byte. Ketiga mikrokontroler ini secara
umum disebut dengan AT89Cx051.
Bentuk Dasar Mikrokontroler AT89C51
IC AT89C51 memiliki 40 kaki (40 pin).
Susunan kaki mikrokontroler IC AT89C51 dan kontruksi dalam chip dapat dilihat pada gambar
2.1a dan 2.1b dibawah ini
Gambar 2.1a. Susunan Kaki AT89C51
Gambar 2.1b. Susunan Kontruksi dalam Chip
Susunan kaki dan kontruksi didalam chip ini
sama persis dengan mikrokontroler tipe lainnya
seperti AT89C1051, AT89C2051, dan
AT89C4051, hanya saja ada perbedaan pada kapsitas Flash PEROM-nya.
IC AT89C51 memerlukan tambahan 1
resistor 10 KΩ, dan 1 kapasitor 10 µF serta catu daya 5 Volt yang digunakan sebagai pembentuk
rangkaian reset, gambar 2.2 merupakan gambar
rangkaian reset yang bekerja secara otomatis saat sumber daya diaktifkan.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
12
Pada saat sumber daya diaktifkan, maka kapasitor C sesuai dengan sifat kapsitor akan
terhubung singkat. Arus mengalir dari VCC
langsung ke kaki reset atau Pin 1 sehingga kaki
tersebut berlogika 1. Kemudian kapsitor terisi hingga tegangan pada kapasitor yaitu tegangan
antara VCC dan titik antara kapasitor dan
resistor mencapai VCC, otomatis tegangan pada resistor atau tegangan RST akan turun menjadi
0 sehingga kaki RST akan berlogika 0.
Selain itu IC AT89C51 juga memerlukan XTAL dengan frekuensi 12 MHz dan kapasitor
30 Piko-farad digunakan untuk melengkapi
rangkaian oscilator pembentuk clock yang
menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. XTAL diletakkan antara kaki 18 dan 19,
masing-masing kaki XTAL1 dan XTAL 2
dihubungkan dengan kapasitor, kemudian hubungkan kapasitornya ke ground.
Gambar 2.2. Rangkaian reset
Struktur Mikrokontroler AT89C51
Mikrokontroler AT89C51 mempunyai
struktur memori yang terdiri atas : RAM Internal, memori sebesar 128 byte
yang biasanya digunakan untuk menyimpan
variabel atau data yang bersifat sementara.
Special Function Register (Register Fungsi Khusus), memori yang berisi register-
register yang mempunyai fungsi-fungsi
khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial, dan lain-lain.
Flash PEROM, memori yang digunakan
untuk menyimpan intruksi- intruksi MCS51. Mikrokontroler AT89C51 mempunyai
struktur memori yang terpisah antara RAM
internal dan Flash PEROM-nya. Seperti
yang tampak pada gambar 2.3.
3. Relay Relay adalah saklar (switch) yang
diopersikan secara listrik dan merupakan
komponen electromechanical
(elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni electromagnet (coil) dan mekanikal
(seperangkat kontak saklar/switch). relay
menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan
arus listrik yang kecil (low power) dapat
menghantarkan listrik yang bertegangan tinggi. Sebagai contoh, relay yang menggunakan
electromagnet 5v dan 50 mA mampu
menggerakan Armature relay (yang berfungsi
sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Gambar 2.4. Prinsip Kerja Relay
4. Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian
Elektronika. Hampir setiap peralatan
Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif
yang memiliki nilai resistansi atau hambatan
tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan
mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor atau dalam bahasa
Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau
Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor
adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil
dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan
Gambar 2.5. Resistor
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
13
5. Microswitch Microswitch merupakan salah satu jenis
saklar SPDT atau sebuah saklar yang
mempunyai satu buah kutub utama, yang biasa
digunakan sebagai sumber dan dua terminal sebagai keluaran dengan pilihan. Keluaran
pilihan yang dimaksud pada microswitch yaitu
Normally Close (NC) atau kondisi awal tertutup dan Normally Open (NO) atau kondisi awal
terbuka.
Pada microswitch apabila tertekan akan berpindah kekeadaan lain/berbeda dan apabila
dilepas maka akan kembali kekeadaan awal,
sebagai contoh posisi awal pada NO (terputus)
saat ditekan akan berpindah pada NC (terhubung) dan saat dilepas akan kembali pada
NO.
Gambar 2.6. Micoswitch
6. Solenoid Motorized
Solenoid motorized sama halnya dengan sebuah solenoid biasa yang digunakan untuk
mendorong dan/atau menarik sebuah beban.
Pada solenoid kebanyakan yang menggunakan
udara bertekanan dari kompresor maupun proses terjadinnya medan magnet dari induksi,
namun pada solenoid motorized lebih
mengutamakan torsi dari putaran sebuah motor
dc.
Gambar 2.7. Solenoid Motorized
7. Sensor PIR Sensor gerak PIR (Passive Infra Red) adalah
sensor yang berfungsi untuk pendeteksi gerakan
yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan/perubahan suhu sekarang dan
sebelumnya. Sensor gerak menggunakan modul
pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan
karena Modul PIR hanya membutuhkan
tegangan input DC 5V cukup efektif untuk mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter.
Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran
modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi
adanya gerakan, maka keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH
adalah ±0,5 detik. Sensitifitas Modul PIR yang
mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak 5 meter memungkinkan kitamembuat suatu alat
pendeteksi gerak dengan keberhasilan lebih
besar.
Gambar 2.8. Seor PIR D. Perancangan alat
Perancangan ini akan dilakukan dengan
menggunakan dua perancangan yaitu perancangan perangkat lunak (software) serta
perancangan perangkat keras (hardware).
Gambar 4.1. Diagram Blok Perancangan Sistem
1. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Perancangan perangkat keras meliputi
perancangan, rangkaian sensor PIR, relay,
motor dc 12 V, LCD Hitachi 2x16 dan
mikrokontroler AT89S51. Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah
sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR
bersifat pasif, artinya sensor ini tidak
memancarkan sinar infra merah tetapi hanya
menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor ini biasanya digunakan dalam
perancangan detektor gerakan berbasis PIR.
Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika
sumber infra merah dengan suhu tertentu
(misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal:
dinding), maka sensor akan membandingkan
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
14
pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan
maka akan terjadi perubahan pembacaan pada
sensor.
Gambar 4.2. Sensor PIR
2. Fresnel Lens
Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada
tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu
mercusuar.
Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana
mereka membiarkan berkas parallel secara
kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk
memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah
ditiadakan diganti dengan lensa plain
polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena
kemampuannya untuk memfokuskan sinar
terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang
relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.
3. IR Filter
IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared
pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga
panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10
mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh
sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi
pada tubuh manusia saja.
4. Pyroelectric Sensor
Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang
merupakan suhu panas yang khas yang terdapat
pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh
Pyroelectric sensoryang merupakan inti dari
sensor PIR ini sehingga menyebabkan
Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate
menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran
sinar inframerah pasif ini membawa energi
panas. Material pyroelectric bereaksi
menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut.
Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang
terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
5. Amplifier
Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material
pyroelectric.
6. Komparator
Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga
mengahasilkan output.
Gambar 4.3. Blok Diagram sensor PIR
1. Cara kerja pembacaan sensor PIR
Pancaran infra merah masuk melalui lensa
Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi
panas maka sensor pyroelektrik akan
menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik terbuat dari bahan galium nitrida (GaN), cesium
nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3).
Arus listrik inilah yang akan menimbulkan
tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh
penguat dan dibandingkan oleh komparator
dengan tegangan referensi tertentu (keluaran berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan
mengeluarkan logika 0 dan 1, 0 saat sensor
tidak mendeteksi adanya pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah.
Sensor PIR didesain dan dirancang hanya
mendeteksi pancaran infra merah dengan
panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar panjang gelombang tersebut sensor tidak akan
mendeteksinya. Untuk manusia sendiri
memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
15
gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang
tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR.
(Secara umum sensor PIR memang dirancang
untuk mendeteksi manusia). 2. Jarak pancar sensor PIR
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang
bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat
digambarkan sebagai berikut:
Gambar 4.4. Jagkauan sensor PIR
Pada perancangan ini, penulis membuat
rangkaian mikrokontroler dengan kapasitor 10µF diparalel dengan resistor 10KΩ, kapasitor
dihubungkan dengan tegangan sebesar 5 volt
sedangkan resistor dihubungkan ke ground, kemudian pada titik antara kapasitor dan
resistor dihubungkan pada IC AT89S51 kaki 9
(Pin 9), rangkaian ini digunakan untuk rangkaian reset.
Mikrokontroler di-reset pada transisi
tegangan rendah ke tegangan tinggi dan
mengeksekusi program pada saat reset (RST) dalam keadaan logika rendah. Oleh karena itu
pada pin RST dipasang kapasitor yang
terhubung ke Vcc dan resistor ke ground yang
akan menjaga RST bernilai 1 pada saat pengisian kapasitor dan akan kembali 0 sesaat
kemudian, dengan demikian mikrokontroler
akan di-reset setiap kali diberi catu daya.
Kemudian 1 buah kristal dihubungkan diantara kaki 18 dan 19 yaitu XTAL1 dan
XTAL2 pada mikrokontroler dan hubungkan 2
kapasitor 33pF ke ground, rangkaian ini
digunakan sebagai sumber detak (clock) ke CPU. Gambar 4.5 di bawah ini merupakan
rangkaian mikrokontroler
Sebelum mikrokontroler ini bekerja, IC AT89S51 harus diisi dengan program terlebih
dahulu, karena tanpa diprogram, mikrokontroler
tidak akan bekerja. Dengan adanya perintah atau program yang telah dibuat maka
mikrokontroler tersebut akan bekerja sesuai
dengan keinginan programmer. Mikrokontroler
ini hanya memberikan sinyal berlogika 1 atau 0 pada port - port tersebut. Pada rangkaian
mikrokontroler, tegangan yang dibutuhkan
sebesar 5 volt. 3. Rangkaian LCD 2x16
LCD 16x2 LMB162A merupakan suatu
display yang berfungsi untuk menginformasikan kepada pengguna apa yang
terjadi pada rangkaian ini. LCD 16x2 adalah
penampil yang berkarakter 2 baris dan 16
kolom, sehingga cukup untuk menampilkan data suhu ruangan, metode data yang digunakan
pada LCD ini adalah 8 bit sehingga dapat
langsung dihubungkan dengan mikrokontroler.
Gambar 4.6. Rangkaian LCD 2x16 Ini merupakan rangkaian minimum dari
LCD dengan pengaturan kontras pada kaki 3
LCD, dengan penambahan dioda pada kaki 15 yang berfungsi untuk menjaga ada bias balik
dari sumber daya. Kaki DB LCD dihubungkan
dengan P0 AT89S51, dan kontrolnya (RS dan EN) masing- masing dihubungkan ke P1.0 dan
p1.1.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
16
E. Pengujian alat
1. Pengujian Rangkaian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD
dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi
sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan
langsung ke Port 1 dari mikrokontroler yang
berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan
numerik pada LCD Terminal 1 dengan +5V,
terminal 2 dengan GND, dan terminal 3 dengan pin tengah pada sebuah resistor variable
10Kohm yang dihubungkan sebagai pembagi
tegangan (pin-pin yang masing-masing
dihubungkan dengan GND dan VCC). Selanjutnya resistor variable ini akan berfungsi
sebagai pengatur kontras LCD. Terminal 4 (RS)
digunakan untuk memberitahukan LCD bahwa data yang akan dikirim berupa data atau berupa
kode pengaturan.
Gambar 5.1 Konfigurasi PIN LCD
Terminal 5 (RW) berfungsi untuk
menentukan arah data, yaitu mikrokontroler
mengirim data atau meminta data. Terminal
6 adalah terminal enable. Jika arah data
adalah menuju LCD, maka LCD akan
mengambil data pada saat terminal enable
berada pada transisi turun. Sebaliknya jika
data berasal dari LCD, maka
mikrokontroler harus sudah mengambil data
sebelum sinyal enable low. Terminal 11
hingga terminal 14 adalah jalur
data,sedangkan terminal 15 dan 16 adalah
terminal untuk menyalakan lampu LCD..
Kemudian terminal 4 (RS) dengan P1.0 dan
terminal 6 dengan P1.2. Terminal 5 (RW)
boleh langsung disambungkan ke GND jika
kita tidak akan melakukan pembacaan data
pada LCD.
Gambar 5.1 tampilan LCD
2. Pengujian Sensor PIR
Benda yang dapat memancarkan panas
berarti memancarkan radiasi infra merah.
Benda-benda ini termasuk makhluk hidup
seperti binatang dan tubuh manusia. Radiasi
infra merah yang dipancarkan inilah yang
menjadi sumber pendeteksian bagi detektor
panas yang memanfaatkan radiasi infra
merah.
Gambar 5.2 Pengujian Sensor PIR
Dari percobaan diatas maka diketahui jarak
terjauh sensor infra merah bila terhalang dapat
bekerja hanya pada jarak maksimal 20 cm.
Jarak jangkauan sensor ini dapat mendeteksi dengan baik dengan jarak maksimal 20 cm.
Output dari sensor ini berupa tegangan High
Low sehingga dapat memudahkan dalam pemrograman pada mikrokontroler
Gambar 5.3Jarak Pendeteksian 5 cm
F. Kesimpulan dan Saran
1) Mikrokontroler AT89S51 bisa
berkomunikasi dengan LCD 2x16 untuk menampilkan keterangan atau pesan yaitu
tempat sampah otomatis.
2) Buka dan Tutup sampah menggunakan
penggerak mekanik yaitu motor DC. 3) Alat tempat sampah otomatis ini bisa
membuka tutup nya secara otomatis jika
kita dekatkan objek/tangan ke hadapan tempat sampah ini atau sensornya. Maka
tempat sampah ini akan membuka sendiri
dan proses kerjanya jika kita mendekatkan
tangam kita ke hadapan tempat sampah
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
17
atau sensornya maka sensor akan mendeteksi dan motor bergerak untuk
membuka tempat sampah.
G. Daftar Pustaka Agfianto Eko Putra, “Belajar Mikrokontroler
AT89C51/52/55 (Teori dan Aplikasi)”,
Penerbit Gava Media, 2004, Yogyakarta.
Albert Paul Malvino, PH. D., E.E, “Prinsip-
Prinsip Elektronika”, Penerbit Salemba Teknika, 2003, Jakarta.
www.atmel.com
www.microlab.com
https://id.wikipedia.org/wiki/Tempat_sampah
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/646/jbptu
nikompp-gdl-adnanmaula- 32262-8-unikom_a-i.pdf
https://generasi3r.wordpress.com/2015/11/1
6/macam-macam-tempat- sampah/ http://www.maxnyoos.com/artikel/manfaat-
tempat-sampah-yang-belum- diketahui-
oleh-masyarakat
http://e-belajarelektronika.com/sensor-gerak-pir-passive-infra-red/
https://www.google.co.id/search?q=diagram
+wiring+tempat+sampah+oto matis&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fi
r=faitRbi-
J6BO8M%253A%252CzHUsmY8is9rd
FM%252C_&usg=AFrqEzd0tNTI k5v5E_P9ue5kjVnYN2PZBw&sa=X&
ved=2ahUKEwiuj4Oiv9LcAhXafn
0KHayADqIQ9QEwAXoECAIQBg&biw=1366&bih=667#imgrc=faitRbi-
J6BO8M:
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
18
RANCANG BANGUN MINIATUR PALANG PINTU OTOMATIS PERLINTASAN
KERETA API DENGAN MENGGUNAKAN PLC CP1E Yudi Wibawa,ST,MT,
1 Tb,dedy Fu’ady, ST,MM
2
Program Studi Teknik Listrik Politeknik Krakatau
Abstrak
Transportasi adalah sarana bagi manusia untuk memindahkan sesuatu, baik manusia atau benda dari
satu tempat ke tempat lain, dengan ataupun tanpa mempergunakan alat bantu. Transportasi berfungsi
untuk mengatasi kesenjangan jarak dan komunikasi antara tempat asal dan tempat tujuan, salah satunya
adalah kereta Api. Kecelakaan lalu lintas pada perlintasan rel kereta api di Indonesia kerap muncul akhir-akhir ini
dipemberitaan media baik media elektornik maupun Koran. Kecelakaan tersebut telah menimbulkan
banyak korban jiwa baik yang hanya luka-luka maupun yang meninggal serta sejumlah kerugian
material lainnya. Penyebab terjadinya kecelakaan tersebut umumnya karena tidak adanya pintu perlintasan, atau kegagalan pintu perlintasan untuk menutup saat dibutuhkan atau kegagalan operator
untuk memerintahkan penutupan pintu perlintasan (human error).
Dalam rangka mengurangi kecelakaan tersebut perlu kiranya setiap perlintasan diberi pintu perlintasan. Untuk mengurangi human error sebaiknya pintu tersebut bekerja secara otomatis. Untuk itu
perlu dikembangkan teknologi yang mampu mengatasi masalah tersebut Jurnal ini bermaksud
menguraikan sebuah rancang bangun miniature palang pintu otomatis perlintasan kereta api hasil rancangan sendiri.
Komponen utama yang dipakai pada sistem ini adalah Programmable Logic Control atau biasa
disebut dengan PLC. PLC yang dipakai oleh penulis adalah PLC merk OMRON seri CP1E. Berdasarkan
hasil uji coba ternyata alat ini bekerja dengan baik. Pintu dapat menutup secara otomotis jika ada kereta api yang akan lewat. Sebaliknya jika kereta api sudah lewat maka pintu akan terbuka secara otomatis
yang dideteksi oleh proximity sensor. Untuk mendelay pembacaan gerbong terakhir penulis memasang
settingan timer pada program Cx programmer nya. Kata Kunci : Rancang bangun miniature, Perlintasan Kereta Api, PLC.
A. Latar belakang
Transportasi adalah sarana bagi manusia
untuk memindahkan sesuatu, baik manusia atau
benda dari satu tempat ke tempat lain, dengan ataupun tanpa mempergunakan alat bantu.
Transportasi berfungsi untuk mengatasi
kesenjangan jarak dan komunikasi antara tempat asal dan tempat tujuan. Untuk itu
dikembangkan sistem dalam wujud sarana
(kendaraan) dan prasarana (jalan).
Salah satu sarana transportasi tersebut yaitu kereta api, alat transportasi ini merupakan alat
transportasi yang terhindar dari kemacetan
karena memiliki rutenya sendiri. Alat transportasi ini dilengkapi dengan adanya
palang pintu perlintasan yang diletakkan pada
tiap perlintasan rel yang dilalui jalan raya. Saat
kereta api listrik melintas maka pintu
perlintasan akan menutup jalan raya sehingga
kereta dapat berjalan dengan lancar, hanya saja
tidak semua persimpangan rel kereta dengan jalan raya ini memiliki pintu perlintasan,
peringatan kedatangan kereta api sehingga
dapat membahayakan para pengguna jalan raya yang menyeberang rel keret api.
Pintu perlintasan kereta api yang ada
sekarang masih memanfaatkan tenaga operator
untuk membuka dan menutup pintu perlintasan, sehingga dapat terjadi kemungkinan adanya
human error. Maka diperlukan otomatisasi
proses membuka dan menutup pintu perlintasan sehingga hanya diperlukan pengawasan
terhadap unit controlnya saja.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
19
Dengan latar belakang permasalahan kecelakaan kereta api tersebut memunculkan
ide untuk penulis membuat rancang bangun
miniature palang pintu perlintasan kereta api
otomatis menggunakan PLC omron CP1E. Dengan dibuatnya alat ini diharapkan dapat
mengurangi angka kecelakaan diperlintasan rel
kereta api dan menghilangkan kemungkinan human error serta meringankan
Sesuai dengan judul dalam penulisan ini
yaitu “Rancang Bangun Miniature Palang Pintu Otomatis Perlintasan Kereta Api”, maka penulis
mengidentifikasi maslah yang akan dibahas
dalam penulisan ini meliputi 2 hal, yaitu :
1) Tidak semua persimpangan rel kereta dengan jalan raya ini memiliki pintu
perlintasan, peringatan kedatangan kereta
api sehingga dapat membahayakan para pengguna jalan raya yang menyeberangi
rel keret api.
2) Pintu perlintasan kereta api yang ada sekarang masih memanfaatkan tenaga
operator untuk membuka dan menutup
pintu perlintasan, sehingga dapat terjadi
kemungkinan adanya human error.
B. Perumusan masalah
Seringnya muncul pemberitaan dimedia baik media elektronik maupun media cetak tentang
kecelakaan diperlintasan rel kereta api yang
disebabkan karena tidak adanya palang pintu
perlintasan kereta api serta kegagalan palang pintu untuk menutup saat dibutuhkan atau
kegagalan operator untuk memerintahkan
penutupan pintu perlintasan (human error).
C. Landasan Teori
1. Programmable Logic Control (PLC) Programmable Logic Control (PLC) pada
dasarnya adalah sebuah computer yang khusus
dirancang untuk mengontrol suatu proses atau
mesin. Proses yang dikontrol dapat berupa regulasi variabel secara kontinyu seperti pada
sistem-sistem servo atau hanya melibatkan
kontrol dua keadaan (hidup/mati) saja, tetapi secara berulang-ulang seperti yang sering
dijumpai pada mesin pengeboran, sistem
conveyor dan lain sebagainya. Sensor getar adalah suatu alat yang
berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan
akan diubah kedalam sinyal listrik. Salah satu
jenis getaran yang saat ini sering digunakan adalah accelerometer, alat ini merupakan alat
yang dapat berfungsi untuk mengukur
percepatan dari sebuah benda. Percepatan
tersebut diukur bukan dengan menggunakan koordinat dari percepatan tersebut, melainkan
dengan mengukur percepatan berdasarkan
fenomena pergerakan benda yang dihubungkan dengan perubahan massa yang terjadi didalam
alat pengukur tersebut. Contohnya adalah
sensor SW-420.
Gambar. 2.1 Sensor Getar.
Gambar. 2.2 PLC Omron type CP1E.
Sensor SW-420 adalah sensor untuk
mendeteksi getaran/shock, dimana cara kerja sensor ini adalah dengan menggunakan 1 buah
pelampung logam yang akan bergetar didalam
tabung yang berisi 2 elektroda ketika modul
sensor menerima getaran/shock. Dapat digunakan untuk aplikasi robotika, sensor
keamanan, sensor benturan. Motor servo adalah
sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan
balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di
set-up atau diatur untuk menentukan dan
memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo merupakan motor DC,
serangkaian gear, rangkaian kontrol dan
potensiometer. Serangakaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat
putaran poros dan meningkatkan torsi motor,
sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi
sebagai penentu batas posisi putaran poros
motor servo. Penggunaan sistem kontrol loop
tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros
motor servo. Motor servo biasa digunakan
dalam aplikasi-aplikasi di industri, selain itu juga digunakan dalam berbagai aplikasi lain
seperti robot, pesawat dan lain sebagainya.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
20
2. Transformator Transformator (trafo) ialah alat
listrik/elektronika yang berfungsi memindahkan
tenaga (daya) listrik dari input ke output atau
dari sisi primer ke sisi sekunder. Pemindahan daya listrik dari primer ke sekunder disertai
dengan perubahan tegangan baik naik maupun
turun. Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (step up transformer) dan trafo
penurun tegangan (step down transformer). Jika
tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunder, maka dinamakan trafo step up. Tetapi
jika tegangan primer lebih besar dari tegangan
sekunder, maka dinamakan trafo step down.
3. Kapasitif sensor proximity Tipe proximity yang bekerja berdasarkan
perubahan kapasitas objek yang berada pada
cakupan daerah kerja sensor. Tipe ini dapat mendeteksi semua jenis benda dan memiliki
jarak maksimum 2 cm.Cara pemasangan sensor
proximity terbagi menjadi 2 yaitu :
a) Flush Flush merupakan cara pemasangan atau
penanaman sensor proximity di dalam bahan
metal. Pada tipe pemasangan ini hampir seluruh sensor dibenamkan dalam metal.
b) Non-Flus
Non Flush merupakan cara pemasangan atau
penanaman sensor proximity di luar bahan metal dan diberi jarak dengan benda-benda
disekitarnya.
Gambar. 2.3 Kapasitif sensor proximity
4. Limits switch
Limit Swich merupakan perangkat mekanis yang menggunakan kontak fisik untuk
mendeteksi gerakan atau keberadaan suatu
objek benda. Biasanya digunakan untuk mengendalikan atau memberhentikan gerakan
dari suatu mesin sehingga dapat membatasi
gerakan mesin. Limit swich merupakan jenis
saklar yang dilengkapi dengan suatu tuas yang berfungsi menggantikan tombol. Limit switch
akan bekerja ketika bagin aktuatornya tertekan
suatu benda dari samping kiri ataupun kanan.
Dibagian dalamnya terdapat micro switch yag berfungsi untuk mengontakkan atau sebagai
pengontak. Di dalam micro switch terdapat
kontak Normaly Open (NO) dan Normaly Close
(NC). Posisi kontak akan berubah ketika tuas aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh
suatu objek.
Sama halnya dengan saklar pada umumnya, limit switch juga hanya mempunyai 2 kondisi,
yaitu menghubungkan atau memutuskan aliran
arus listrik. Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau Off.
Namun sistem kerja limit switch berbeda
dengan saklar pada umumnya, jika pada saklar
umumnya sistem kerjanya akan diatur/ dikontrol secara manual oleh manusia (baik
diputar atau ditekan). Sedangkan limit switch
dibuat dengan sistem kerja yang berbeda, limit switch dibuat dengan sistem kerja yang
dikontrol oleh dorongan atau tekanan (kontak
fisik) dari gerakan suatu objek pada aktuator, sistem kerja ini bertujuan untuk membatasi
gerakan ataupun mengendalikan suatu
objek/mesin tersebut, dengan cara memutuskan
atau menghubungkan aliran listrik yang melalui terminal kontaknya.
Limit switch biasa digunakan pada aplikasi
seperti: 1) Pintu gerbang otomatis, dimana limit
switch berguna untuk mematikan motor
listrik sebelum pintu gerbang itu
menabrak pagar pembatas saat membuka atau menutup.
2) Pada pintu panel listrik sebagai saklar
otomatis apabila pintu panel dibuka maka lampu akan nyala untuk penerangan
(seperti pada kulkas).
3) Pada hoist sebagai pembatas pengangkatan barang.
4) Pada tutup/cover mesin sebagai safety
apabila cover dibuka maka mesin akan
mati. 5) Pada sistem transfer seperti pada trolly
dan conveyor sebagai pembatas maju dan
mundurnya (forward reverse). 6) Pada sistem kontrol mesin sebagai sensor
untuk mengetahui posisi up/down.
7) Dan lain sebagainya.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
21
D. Metode Penelitian
Gambar 3.1 Fowhart metode penelitian
E. Perancangan Alat
1. Deskripsi Alat
Sebuah palang pintu lintasan kereta api akan
menyalakan 2 buah lampu secara silih berganti
dengan disertai bunyi sirine bila sebuah kereta api melintasinya. Anggap datangnya kereta api
dideteksi oleh sensor 1 memerintahkan Lampu
1 dan lampu 2 menyala secara bergantian setiap 1 detik berbarengan dengan perintah motor
untuk menutup palang pintu dan motor berhenti
jika telah menyentuh limit switch dan setelah lewatnya kereta api dideteksi oleh sensor 2.
Lampu 1 dan lampu 2 menyala secara
bergantian setiap 1 detik berbarengan dengn
perintah untuk membuka palang pintu
2. Komponen-komponen
Unit komponen dalam alat rancang bangun miniature palang pintu perlintasan kereta api
otomatis menggunakan plc IP1E adalah sebagai
berikut :
1) Kapasitive proximity Sensor / sensor kedektan kapasitif
2) Catu daya / power supply ( Adaptor )
3) PLC Omron Symatic CP1E sebagai program control rangkaian
4) Limit switch sebagai pembatas gerakan
motor palanng pintu 5) Motor DC sebagai penggerak palang
pintu
6) PC / laptop untuk memebuat program
rangkaian
a) Cara memprogram PLC menggunakan CX Programmer
PLC omron adalah produk dari jepang,
omron sudah terkenal di kalangan industri
dengan PLC ya`ng murah dan handal. Bagi pemula yang ingin mempelajari program PLC,
sofware CX-Programmer bisa menjadi referensi
yang tepat untuk memulainya. Adapun dalam instalasi program cx
programmer sebagai berikut
Gambar 4.1 Tampilan Awal Cx programmer omron
Gambar 4.2 Tampilan Instalasi Cx programmer omron b) Cara Penggunaan PLC menggunakan
CX Programmer Buka aplikasi CX-programmer dan akan
muncul jendela seperti pada gambar dibawah
ini. Kemudian klik File dan pilih New untuk membuat program baru.
Pesan Berikut apabila type CPU PLC tidak
sesuai dengan CPU CX-Simulator.
Setelah berhasil komunikasikan PLC dengan Simulator, kita akan mencoba membuat
program sederhana.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
22
Buat sebuah kontak NO (Normaly Open) dan beri nama Start dengan alamat input PLC yaitu
0.00
Buat kontak NC sebagai Stop dengan alamat
input 0.01
Buat sebuah Output pada akhir ladder, beri
alamat pada 10.00
Beri alamat 10.00 untuk membuat rangkaian
interlocking.
Apabila rangkaian sudah terbuat kita akan
mencoba simulasi program
Klik OK untuk mendownlod Program, Symbol
danComment
Klik Yes
Untuk mengetahui sesuai atau tidaknya
program kita force input dengan nilai 1
Rangkaian Terkunci untuk mematikan force
stop dengan nilai 1. Dengan Dasar rangkaian diatas anda dapat berimprovisasi membuat
rangkaian yang lebih komplex dan mencoba
intruksi-intruksi lainnya. Perlu diperhatikan untuk menulis program
tiap-tiap PLC mempunyai standard masing-
masing untuk mengetahui lihat di HELP, seperti
cara berikut
Ketika ingin mencari intruksi timer saya
mengalami kesulitan standarnya penulisan,
untuk itu klik detail Dari Instruction Help kita tau bagaimana
cara penulisan yang benar, pada layar Edit
Instruction terdapat 2 operand untuk timer number dan nilai waktu timer, untuk timer no
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
23
masukan angka 1 dan nilai timer #100
Apabila output 10.00 berkerja set value dari timer mnghitung mundur, kontak T000 berkerja
apabila nilai timer mencapai angka 0.
Berikutnya buat intruksi counter dengan nilai hitungan 10. Input 0.02 untuk menghitung
mundur nilai dari set value, input 0.03 untuk
mereset set value counter C000 adalah output counter apabila bernilai 0 maka 10.02 ON
Setelah selsai membuat program maka
download program dan simulasikan.
Untuk merubah alamat secara cepat kita dapat merubah address selagi kita online, seperti
dibawah ini.
c) Prinsip kerja Rancang Bangun Prinsip kerja Rancang bangun palang pintu
otomatis perlintasan kereta api yang akan dibuat
epnulis adalah menggunakan PLc omron Cp1E
dengan sensor kapasitive proximity sebagai pendeteksi kedatangan dan kepergian sebuah
kereta api dan menggunakan limit switch
sebagai pembatas gerakan motor penggerak palang pintu nya, Tahapan perancangan
rancang bangun ini dapat digambarkan dalam
diagram alur dibawah ini.
Gambar 4.8 diagram blok rancangan
Gamar 4.9 Motor penggerak dengan limit swich dibagian atas dan
samping bawah
Gambar 4.10 sensor 1 (sensor pendeteksi kedatangan kereta api)
Power supply 24 Vdc
PLC Relay Power supply 1,5 Vdc ( adaptor )
Motor
Limits switch
Lampu dan sirine
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
24
d) Uji coba Kerja
Percobaan 1
Sebuah kerata api kedatangan terdeteksi oleh
sensor satu, dan sensor satu tersebut memerintahkan palang pintu untuk menutup di
sertai tanda peringatan kepada pengguna jalan
yaitu berupa bunyi sirine dan 2 buah lampu menyala secara bergantian.
Berikut ini gambar simulasinya
Gambar 4.11 simulasi percobaan 1
Percobaan 2
sebuah kepergian kereta api dideteksi oleh
sensor 2 dan akan memerintahkan membuka palang pintu perlintasan setelah gerbong
terakhir dari kereta api tersebut melewati sensor
2,sertai mematikan bunyi sirine dan 2 buah lampu peringatan, dan sistem rangkaian
dianggap telah selesai akan,dan pengguna jalan
diperbolehkan untuk melitasi kembali rel kereta api .
Berikut gambar simulasinya.
Gambar 4.12 simulasi percobaan 2
Gambar 4.13 Hasil grafis simulasi percobaan 2
F. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil penulisan bab sebelumnya system rancang bangun palang
pintu perlintasan kereta api otomatis dengan
menggunakan plc omron CP1E adalah sebagai
berikut : 1) PLC bekerja secara periodic, pada
permulaan dari tiap-tiap siklus prosesor
membaca status atau keadaan sinyal dari semua input dan menyimpannya di
memori internal. Program tersebut akan
terus disimpan sampai program lama di-
update (dihapus). 2) Power supply untuk simulasi alat ini
hanya bisa disetting 1.5 Vdc saja karna
jika lebih dari itu putaran motor nya cepat sekali dan tidak bisa dikendalikan
dengan limit swith
3) Untuk mendelay pembacaan gerbong terakhir penulis memasang settingan
timer pada program Cx programmer nya
4) Sensor yang digunakan penulis adalah
proximity sensor rentan dengan pergerakan benda apapun
2. Saran Tugas akhir ini masih sederhana dan masih
banyak kekurangannya karena masih bersifat
pembelajaran atau percobaan. Untuk pengembangan rancang bangun palang pintu
otomatis perlintasan kereta api ini sensor yang
digunakan lebih baik menggunakan sensor
weighting sensor / sensor berat serta miniature rel kereta api nya menggunakan yang lebih
besar / lebar agar settingan timmer delay nya
tidak terlalu cepat.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
25
G. Daftar Pustaka
A. A. Akhmad, “Perancangan Simulasi Sistem
Pergerakan Dengan Pengontrolan
Pneumatik Untuk Mesin Pengamplas Kayu Otomatis,” Vol. 18, No. 3, Pp. 21–
28, 2009. Online
Ahmadi, M. Kamal, and Muhaimin, “Rancang Bangun Sistem Kendali Dan Monitor
Pintu Perlintasan Kereta Api Secara Jarak
Jauh,” Pp. 65–68. doi: 10.30811/litek.v13i2.1066
A. Ibrahim, “Prototype Palang Pintu Otomatis
Pada Jalur Lintasan Kereta Api Berbasis
Mikrokontroler,” Pp. 9–10, 2015. Online B. P. Pangestu, B. H. Prasetio, And G. E.
Setyawan, “Implementasi Kendali Palang
Pintu Kereta Api Menggunakan Ir Sensor,” Vol. 1, No. 4, Pp. 282–291,
2017. Online
M. A. Firdaus, B. Utomo, J. T. Elektro, F. Teknik, And U. N. Semarang, “Miniatur
Palang Pintu Kereta Api Otomatis
Dengan Menampilkan Kecepatan Kereta
Serta Waktu Tunggu Menggunakan Arduino,” Vol. 8, No. 1, 2016. Online
M. Fayyadh, U. Sunarya, And R. Nugraha,
“Perancangan Sistem Otomatisasi Palang Pintu Kereta Api Berbasis Motion
Detection Automatic,” Vol. 2, No. 1, Pp.
291–297, 2015. Online
M. G. Putri, N. Fairusiyyah, And Y. Dharmawan, “Samurai PKK (Sistem
Palang Pintu Pencegah Kecelakaan
Kereta Api) Dengan Control Room Dan Wifi Signal,” Pp. 78–84. Online
M. Subhan And A. Satmoko, “Penentuan
Dimensi Dan Spesifikasi Silinder Pneumatik Untuk Pergerakan Tote
Iradiator Gamma Multiguna Batan,” Vol.
10, No. 1978, Pp. 50–61, 2016. Online
S. Suryady Et Al., “Analisa Nilai Tekanan Proses Kerja Sistem Pneumatik Pada
Mesin Pad Printing.” Online
T. S. P. Kusuma Dewi, “Aplikasi Programmable Logic Controller (Plc)
Omron Cp1e Na20 Dra Dalam Proses
Pengaturan Sistem Kerja Mesin Pembuat Pelet Ikan,” Vol. 17, No. 4, Pp. 170–177,
2014. doi: 10.14710/gt.v17i4.8937
Zuhal.1988.Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika.Jakarta:PT. Gramedia
Pustaka Utama.
http://komponenelektronika.biz/pengertian-
transistor.html https://id.wikipedia.org/wiki/Sensor
http://www.geyosoft.com/2013/mengenal-
sensor-proximity www.belajarplc.com
http://www.abi-blog.com/2014/04/pengertian-
tujuan-pemakaian-dan-jenis-relay.html
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
26
PENYIRAM TANAMAN OTOMATIS BERBASIS ARDUINO DENGAN SENSOR
KELEMBABAN TANAH SOIL MOISTURE (YL-69) dan SENSOR KETINGGIAN
AIR SENSOR ULTRA SONIC (HCSR 04)
Sayid Bari Sriwijaya1, Dekrit Pratikno2
Program Studi D3 Teknik Listrik Politeknik Krakatau
ABSTRAK
Kelembaban tanah adalah kadar atau banyaknya air yang berada di lapisan tanah. Kelembapan
tanah dapat menurun dan meningkat dengan sendirinya dan harus diatur. Kelembapan yang rendah juga
menyebabkan permasalahan. Salah satunya adalah permasalahan taman yang rusak akibat kekeringan, tandus, dan bahkan tidak terurus karena sumber daya manusia. Taman yang dapat berguna untuk
kehidupan manusia sebagai paru – paru kota dan tempat beraktivitas sehari – hari harus dijaga
keseimbangannya. Sistem ini dapat menjadi jawaban atas permasalahan tersebut, yaitu dengan alat pengatur kelembapan taman otomatis berbasis mikrokontroler. Sistem ini menggunakan Arduino Uno
R3, sensor kelembapan tanah , sensor jarak, motor, dan pompa beserta selang sebagai komponen
penyusun. Prinsip kerja dari sistem ini adalah jika kelembapan tanah menunjukan kurang dari 50 persen
(data 350), maka air akan mengalir dan meningkatkan kelebapan tanah jika persediaan air atau jarang sensor dengan air kurang dari 8 centimeter. Selain itu, aka nada peringatan tanah kering dan air habis
pada tampilan LCD. Dengan adanya sistem ini, efisiensi pemeliharaan taman semakin meningkat. Kata
kunci : Mikrokontroler, Arduino, Sensor Kelembapan, Sensor Jarak, Efisisensi
A. Latar Belakang
Tumbuhan merupakan salah satu
makhluk hidup yang membutuhkan air untuk
perkembangan hidupnya. Tanah yang subur merupakan salah satu syarat agar tanaman dapat
tumbuh dengan baik. Tingkat kesuburan dapat
dipengaruhi dengan intensitas air yang dikandungnya. Kita perlu menjaga kelembaban
tanah pada kondisi tertentu. Para pengguna
(pemilik tanaman) saat ini masih mengalami
kesulitan dalam hal penyiraman karena harus dilakukan secara manual, oleh karena itu
dibuatlah sistem penyiraman air otomatis untuk
mempermudah pekerjaan para pengguna (pemilik tanaman) dalam hal penyiraman yang
dapat dimonitor melalui komputer dalam
mengetahui tingkat kelembaban tanah. Penyusun membuat tugas akhir berupa
sebuah prototipe serta merancang sistem yang
mampu melakukan penyiraman secara otomatis
dengan acuan kondisi kelembaban pada tanah. Sensor kelembaban tanah menggunakan Soil
Moisture YL-69. Sedangkan untuk perangkat
pengiriman sinyal ke aktuator digunakan
Mikrokontroler Arduino.
Affan Bachri dan Eko Wahyu Santoso [2]
pada Prototype Penyiram Tanaman Otomatis Dengan Sensor Kelembaban Tanah Berbasis
Atmega 328, menyatakan bahwa analisa yang
dilakukan adalah dengan mengukur kelembaban tanah dan mendata suhu serta melakukan
serangkaian beberapa percobaan. Dalam hal ini,
penelitian yang dilakukan adalah untuk
meningkatkan efisiennya pengatur kelembapan dengan cara memantau kelembapan tanah untuk
mengetahui saat untuk mengalirkan air yang
juga disimpan data pemantauannya melalui kartu memori. Sistem ini menggunakan
Arduino. Arduino merupakan sebuah board atau
papan sirkuit yang menggunakan bahasa pemrograman dasar yaitu bahasa C. Bahasa C
adalah bahasa yang standar, artinya suatu
program dengan versi bahasa C tertentu akan
dapat dikompilasi dengan versi bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi [3]. Arduino Uno
mempunyai mikroprosesor Atmel AVR yang
dilengkapi dengan oscillator 16 MHz yang
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
27
memungkinkan operasi berbasis waktu dilaksanakan dengan tepat), regulator
(pembangkit tegangan) 5 Volt . terdapat 14 pin
(pin 0 sampai pin 13) digunakan untuk isyarat
digital yang hanya berisi 0 atau 1. Dan pin A0 - A5 yang digunakan untuk isyarat analog.
Arduino Uno dilengkapi dengan Static Random
Access Memory (SRAM) berukuran 2 MB, flash memory 32 KB, Erasable Programmable
Read-Only Memory (EEPROM) untuk
menyimpan program [4]. Program yang dibuat menggunakan Arduino IDE [5].
Dengan adanya alat ini, taman dapat
dijaga kelembapan tanahnya. Tanah yang dijaga
kelembapannya dengan baik akan menghasilkan kualitas tanaman yang baik pula. Jika tanah
kering, rusak, maka tanaman yang tumbuh di
lingkungan taman tersebut akan rusak dan mati. Harapan penulis, hasil dari sistem yaitu
kelembapan taman dapat terjaga dengan
meminimalisasi kesalahan orang / human error.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan
yang dapat di ambil adalah :
1) Bagaimana cara kerja dari penyiram tanaman otomatis menggunakan Arduino
Uno?
2) Apakah setelah sistem penyiram tanaman otomatis ini dibuat bisa mempermudah
proses penyiraman ?
C. Landasan Pustaka
1. Microcontroller Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 adalah board berbasis
mikrokontroler ATmega. Board ini memiliki 14
digital input/output (IO) pin (dimana 6 pin
dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input
analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi
Universal Serial Bus (USB), jack listrik tombol
reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan
untuk mendukung mikrokontroler, hanya
terhubung ke komputer dengan kabel USB atau
sumber tegangan bisa didapat dari adaptor
Alternating Current-Direct Current (AC-DC)
atau baterai untuk menggunakannya. Board
Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai
berikut :
pin out 1.0: tambah SDA dan SCL pin yang
dekat ke pin aref dan dua pin baru lainnya
ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan
IO REF yang memungkinkan sebagai buffer
untuk beradaptasi dengan tegangan yang
disediakan dari board sistem.
Pengembangannya, sistem akan lebih
kompatibel dengan Prosesor yang
menggunakan AVR, yang beroperasi dengan
5V dan dengan Arduino karena yang
beroperasi dengan 3.3V. Pin out kedua
setelahnya adalah pin tidak terhubung, yang
disediakan untuk tujuan pengembangannya.
Circuit Reset
2. Sensor Soil Moisture YL-69
Dikutip dari buku laporan tugas akhir
Jansen Silwanus Wakur Teknik Elektro
Politenik Negeri Manado tahun 2015
mengenai modul sensor kelembaban tanah dengan beberapa perbedaan pada
pengkabelan dan nilai tahanan yang
digunakan didapat bahwa : Sensor soil moisture yl-69 adalah sensor
yang mampu mengukur kelembaban tanah.
Cara menggunakannya cukup mudah, yaitu
membenamkan probe sensor ke dalam tanah dan kemudian sensor akan langsung
membaca kondisi kelembaban tanah.
Kelembaban tanah dapat diukur melalui value yang telah tersedia di dalam sensor.
Kekurangan dari sensor ini adalah sensor
ini tidak dapat bekerja dengan baik di luar ruangan dikarenakan sensor ini rawan korosi
atau karat. Versi baru dari sensor
kelembaban tanah ini ialah probe sensornya
sudah dilengkapi dengan lapisan kuning pelindung nikel. Sehingga nikel pada sensor
kelembaban ini bias terhindar dari oksidasi
yang menyebabkan karat. Lapisan ini dinamakan Electroless nickel immersion
gold (ENIG) dan lapisan ini memiliki
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
28
beberapa keuntungan dibandingkan dengan lapisan permukaan konvensional seperti
solder, seperti daya tahan oksidasi yang
lebih bagus kadar air di dalam tanah.
Gambar 2.3 Sensor Soil Moisture YL-69
Membaca tingkat resistansinya untuk
mendapatkan tingkat kelembaban tanah.
Semakin banyak air membuat tanah makin
mudah mengalirkan arus listrik (resistansi
rendah), sementara tanah kering sulit
mengalirkan arus listrik (resistansi tinggi). Ada
tiga buah pin yang terdapat pada sensor ini yang
mana masing masing pin memiliki tugas sendiri
sendiri, yaitu : Analog output yang (kabel
merah) , Ground (kabel hijau), dan Power
(kabel kuning).
Sensor soil moisture yl-69 adalah sensor
kelembaban tanah yang bekerja dengan prinsip
membaca jumlah kadar air dalam tanah di
sekitarnya. Sensor ini merupakan sensor ideal
untuk memantau kadar air tanah untuk tanaman.
Sensor ini menggunakan dua konduktor untuk
melewatkan arus melalui tanah, kemudian
membaca nilai resistansi untuk mendapatkan
tingkat kelembaban. Lebih banyak air dalam
tanah akan membuat tanah lebih mudah
menghantarkan listrik (nilai resistansi lebih
besar),sedangkan tanah kering akan
mempersulit untuk menghantarkan listrik (nilai
resistansi kurang). Sensor ini dalam
penerapannya membutuhkan daya sebesar 3.3V
atau 5V dengan keluaran tegangan sebesar 0-
4.2V. Sensor ini mampu membaca kadar air
yang memiliki 4 kondisi yaitu :
1. R < 280 : Tanah Basah
2. 280 ≤ R ≤ 350 : Kelembaban Normal
3. 350 ≤ R ≤ 1000: Tanah Kering
4. ≥ 1000 : Tidak Mendeteksi
Sensor ini memiliki 3 pin yang terdiri dari
pin ground, 5 V dan data.
3. Pompa Air
Pompa adalah mesin atau peralatan
mekanis yang digunakan untuk menaikkan
cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi
atau untuk mengalirkan cairan dari daerah
bertekanan rendah kedaerah yang bertekanan
tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada
suatu sistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai
dengan membuat suatu tekanan yang rendah
pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang
tinggi pada sisi keluar atau discharge dari
pompa.
Pompa mengubah energi mekanik motor
menjadi energi aliran fluida. Energi yang
diterima oleh fluida akan digunakan untuk
menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan–
tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.
Pompa juga dapat digunakan pada proses-
proses yang membutuhkan tekanan hidraulik
yang besar. Hal ini bisa dijumpai peralatan-
peralatan berat. Pengoperasian mesin-mesin
membutuhkan tekanan discharge yang besar
dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan
yang rendah pada sisi isap pompa maka
fluida akan naik dari kedalaman tertentu,
sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi
discharge akan memaksa fluida untuk naik
sampai pada ketinggian yang diinginkan. Hal
ini dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 Pompa Air
4. Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja
berdasarkan elektromagnetik untuk
menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun
atau sebuah sakelar elektronis yang dapat
dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
29
dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai
sumber energinya.
Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:
a) Common, merupakan bagian yang
tersambung dengan Normally Close (NC)
(dalam keadaan normal).
b) Coil (kumparan), merupakan komponen
utama relay yang digunakan untuk
menciptakan medan magnet.
c) Kontak, yang terdiri dari NC dan
Normally Open (NO).
Berdasarkan penggolongan jumlah Pole
dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat
digolongkan menjadi :
a) Single Pole Single Throw (SPST) : Relay
golongan ini memiliki 4 Terminal, 2
Terminal untuk Sakelar dan 2
Terminalnya lagi untuk Coil.
b) Single Pole Double Throw (SPDT) :
Relay golongan ini memiliki 5 Terminal,
3 Terminal untuk Sakelar dan 2
Terminalnya lagi untuk Coil.
Double Pole Single Throw (DPST) :
Relay golongan ini memiliki 6 Terminal,
diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2
Pasang Terminal Sakelar sedangkan 2 Terminal
lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan
2 Sakelar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
Double Pole Double Throw (DPDT) :
Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak
8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang
merupakan 2 pasang Relay SPDT yang
dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2
Terminal lainnya untuk Coil.
Gambar 2.5 Jenis-Jenis Relay
5. Liquid Crystal Display
Liquid Crystal Display atau yang biasa
disebut LCD adalah sebuah display dot matrix
yang difungsikan untuk menampilkan tulisan
berupa angka atau huruf sesuai dengan yang
digunakan untuk mengkontrol. LCD character
memiliki banyak jenis dilihat dari jumlah
bitnya. LCD character yang digunakan pada
tugas akhir ini adalah LCD dot matrix dengan
karakter 16x2. LCD sebagaimana ouput yang
menampilkan tulisan sehingga lebih mudah
dimengerti, dibanding jika menggunakan LED
saja. LCD character digunakan untuk
menampilkan tulisan atau karakter saja.
LCD adalah lapisan dari campuran
organik antara lapisan kaca bening dengan
elektroda transparan indium bentuk tampilan
seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca
belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan
medan listrik (tegangan), molekul organik yang
panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan
elektroda dari segmen. Lapisan sandwich
memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan
polarizer cahaya horisontal belakang yang
diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang
dipantulkan tidak dapat melewati molekul-
molekul yang telah menyesuaikan diri dari
segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap
dan membentuk karakter data yang ingin
ditampilkan.
Tampilan LCD terdiri dari dua bagian,
yakni bagian panel LCD yang terdiri dari
banyak titik. LCD dan sebuah mikrokontroler
yang menempel dipanel dan berfungsi mengatur
titik-titik LCD tadi menjadi huruf atau angka
yang terbaca. Huruf atau angka yang akan
ditampilkan dikirim ke LCD dalam bentuk kode
ASCII. Kode ASCII ini diterima dan diolah
oleh mikrokontroler di dalam LCD menjadi
titik-titik LCD yang terbaca sebagai huruf atau
angka. Fungsi LCD pada rangkaian ini ialah
menampilkan PIN yang dimasukkan. Selain itu
untuk menampilkan status pintu berangkas.
Pin, kaki atau jalur input kontrol dalam suatu
LCD diantaranya adalah :
a. Pin data adalah jalur untuk memberikan
data karakter yang ingin ditampilkan
menggunakan LCD dapat dihubungkan
dengan bus data dari rangkaian lain
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
30
seperti mikrokontroler dengan lebar data
8 bit.
b. Pin RS berfungsi sebagai indikator atau
menentukan jenis data yang masuk,
apakah data atau perintah. Logika low
menunjukkan yang masuk adalah
perintah, sedangkan logika high
menunjukkan data.
c. Pin R/W berfungsi sebagai intruksi pada
modul jika low tulis data, sedangkan high
baca data.
d. Pin E digunakan untuk memegang data
baik masuk atau keluar.
e. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan
tampilan dimana pin ini dihubungkan
dengan trimpot 5Kohm, jika tidak
digunakan dihubungkan ke ground,
sedangkan tegangan catu daya ke LCD
sebesat 5 Volt.
Gambar 2.6 Liquid Crystal Display 16x2
6. Modul I2C LCD
Yang dimaksud I2c LCD adalah modul
LCD yang dikendalikan secara singkron dengan
protokol I2C atau IIC (inter Integrated Circuit)
atau TWI (Two Wire Interface). Normalnya,
modul LCD dikendalikan secara parallel baik
untuk jalur data maupun kontrolnya. Namun,
jalur parallel akan memakan banyak pin di sisi
kontroller. Setidaknya akan membutuhkan 6
atau 7 pin untuk mengendalikan sebuah modul
LCD. Dengan demikian untuk sebuah kontroller
yang sibuk dan harus mengendalikan banyak
I/O, menggunakan jalur parallel adalah solusi
yang kurang tepat. Sebagai contoh, sebuah
Arduino Uno memiliki pin digital sebanyak
13buah.
Jika digunakan separuhnya untuk
mengendalikan LCD maka sekitar 6 atau 7 pin
untuk mengendalikan perangkat yang lainnya.
Arduino sendiri mendukung protokol I2C. Di
papan Arduino Uno, port I2C terletak pada pin
A4 untuk jalur SDA (Serial Data) dan pin A5
untuk jalur SCL (Serial Clock).
Modul I2C converter ini menggunakan
chip IC PCF8574 dari NXP sebagai
kontrollernya. IC ini adalah sebuah 8bit I/O
expander for I2C bus yang dasarnya adalah shift
register. Pin, kaki atau jalur input dan kontrol
dalam suatu I2C diantaranya :
GND sebagai ground dari pada rangkaian
modul I2C
VCC sebagai tegangan 5V pada
rangkaian
SDA sebagai jalur pengirim dan
penerima data
SCL sebagai jalur pengirim dan penerima
data
Gambar 2.7 Modul I2C LCD
7. Sensor Ultra Sonic HC-SR 04
HC-SR04 merupakan sebuah sensor
ultrasonik yang dapat membaca jarak kurang
lebih 2 cm hingga 4 meter. Sensor ini sangat
mudah digunakan pada mikrokontroler karna
menggunakan empat buah pin yang terdapat
pada sensor tersebut, yaitu dua buah pin
suplay daya untuk sensor ultrasonik dan dua
buah pin trigger dan echo sebagai input dan
output data dari sensor ke arduino.
Sensor ultrasonik bekerja dengan cara
memancarkan gelombang suara ultrasonik
sesaat dan kemudian akan menghasilkan
output berupa pulsa yang sesuai dengan waktu
pantulan dari gelombang suara ultrasonik
yang dipancarkan sesaat kemudian kembali
menuju sensor.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
31
Gambar 2.8 Ultra Sonic Sensor HC-SR 04
Spesifikasi HC-SR04
Tegangan sumber operasi 5.0 V
Konsumsi arus 15 mA
Frekuensi operasi 40 KHz
Minimum jarak 0.02 m (2 cm)
Maksimum jarak 4 m
Sudut pantul gelombang pengukuran 15
derajat
Minimum waktu penyulutan 10
mikrodetik dengan pulsa berlevel TTL
Pulsa deteksi berlevel TTL dengan durasi
yang bersesuaian dengan jarak deteksi
Dimensi 45 x 20 x 15 mm
8. Buzzer
Buzzer merupakan sebuah komponen
elektronika yang masuk dalam keluarga
transduser, yang dimana dapat mengubah
sinyal listrik menjadi getaran suara. Nama lain
dari komponen ini disebut dengan beeper.
Dalam kehidupan sehari – hari, umumnya
digunakan untuk rangkaian alarm pada jam,
bel rumah, perangkat peringatan bahaya, dan
lain sebagainya.
Jenis – jenis yang sering ditemukan
dipasaran yaitu tipe piezoelectric.
Dikarenakan tipe ini memiliki kelebihan
seperti harganya yang relatif murah, mudah
diaplikasikan ke dalam rangkaian elektronika.
a) Cara kerja buzzer
Pada saat ada aliran catu daya atau
tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian
yang menggunakan piezoelectric, maka akan
terjadi pergerakan mekanis pada piezoelectric
tersebut.
Yang dimana gerakan tersebut mengubah
energi listrik menjadi energi suara yang dapat
didengar oleh telinga manusia.
Piezoelectric menghasilkan frekuensi di
range kisaran antara 1 – 5 kHz hingga 100
kHz yang diaplikasikan ke Ultrasound.
Tegangan operasional piezoelectric pada
umumnya yaitu berkisar antara 3Vdc hingga
12 Vdc.
Dipasaran terdapat buzzer dalam bentuk
module, seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.9 : Buzzer
b) Jenis – jenis buzzer
Terdapat 2 jenis yang terdapat dipasaran
antara lain :
1. Passive buzzer yaitu yang tidak
mempunyai suara sendiri, sehingga cocok
untuk dipasangkan dengan arduino yang
dapat diprogram tinggi rendah nadanya.
Contoh dalam kehidupan sehari – hari
yaitu speaker.
2. Active buzzer yaitu yang dapat berdiri
sendiri atau standalone atau singkatnya
sudah mempunyai suara tersendiri ketika
diberikan catu daya.
D. Metode Penelitian
Prototipe Sistem Penyiram Tanaman
Otomatis Berdasarkan Kelembaban Tanah Berbasis Arduino ini dalam pembuatannya
membutuhkan beberapa perangkat keras
(hardware), perangkat lunak (software) dan alat-alat pendukung lain.
1. Perangkat Keras (Hardware)
a. Arduino Rangkaian ini menggunakan Arduino yang
digunakan sebagai pengendali sistem. Pin A0
pada Arduino akan dikoneksikan pada pin A0
pada sensor kelembaban tanah agar Arduino dapat menerima data kelembaban tanah sensor
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
32
agar dapat menginstruksikan Relay SPDT guna mengaktifkan dan nonaktifkan pompa air
sesuai kondisi tanah.
b. Perancangan Rangka Alat
Rangka yang digunakan dalam alat ini menggunakan bahan dari kotak plastik sebagai
rangka prototipe. Kotak plastik dengan
panjang 20 cm dan tinggi 10 cm untuk menempatkan komponen-komponen alat
penyiram tanaman otomatis mengunakan
Arduino antara lain:
1) Power supply 15V
2) Arduino
3) Sensor Soil Moisture YL-69
4) Relay SPDT
5) LCD
c. Rangkaian Sensor
Sensor yang digunakan adalah sensor Soil
Moisture YL-69, berfungsi sebagai pemberi
sinyal input ke Arduino yang berupa sinyal
analog. Dan sensor jarak HCSR 04 ( sensor
ultrasonik) yang berfungsi untuk membaca
level air dalam tanki.
d. Relay
Relay bekerja berdasarkan elektromagnetik
untuk menjalankan Pompa Air sesuai perintah
dari pemberi sinyal input (Arduino). Pin 8 pada
mikrokontroler harus dikoneksikan pada Relay
SPDT agar Arduino dapat memberikan instruksi
pada Relay SPDT sesuai dengan kondisi tanah.
LCD
LCD digunakan sebagai running text yang
menginformasikan berupa teks bacaan kondisi
media tanah yang dideteksi oleh sensor Soil
Moisture YL-69. LCD harus dikoneksikan pada
Arduino guna menampilkan nilai kondisi tanah
pin pada LCD yang digunakan 5, 6, 11, 12, 13,
14 dikoneksikan pada Wemos pin 12, 10, 5, 4,
3, 2.
2. Perangkat Lunak (Software)
a. Arduino
Aplikasi ini digunakan untuk menuliskan
program yang akan dibuat untuk membaca
Sensor Soil Moisture YL-69, program terlebih
dahulu dibuat dikomputer kemudian di
download ke dalam Arduino.
b. Desain Prototipe
Gambar 3.1 Desain Prototipe
c. Perancangan Elektronik Komponen elektronik pengontrolan ini
dipasang sesuai dengan tempat yang
disesuaikan dengan hardware, kemudian di uji
coba dengan menghubungkannya dengan sumber listrik, untuk mengetahui apakah
komponen pengontrolan tersebut bekerja dan
terhubung dengan benar.
d. Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik ini diawali dengan pemilihan bahan alas dan rangka yang akan
digunakan dari bahan plastik yang akan
dipotong sesuai dengan ukuran dan bentuk
yang diinginkan. Kemudian bagian-bagian yang telah dibentuk dirangkai sesuai dengan
desain yang telah dibuat e. Alur Kerja Sistem
Gambar 3.2 Flowchart Diagram
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
33
Keterangan: 1) Tahap pertama dimulainya sistem kerja ini
adalah ketika sensor soil moisture yl-69
belum mendeteksi area/media disekitarnya
(sensor belum ditanam pada media). Tahanan yang termonitoring pada software
aplikasi Arduino bernilai ≥ 950 , untuk
keadaan ini LCD akan menampilkan running
text berupa “TIDAK MENDETEKSI”. 2) Tahap kedua adalah ketika sensor
ditanamkan pertama kali pada media yang
dideteksi berupa tanah dengan keadaan
kering. Tahanan yang digunakan sebagai
indikator penyiraman bernilai 600 < 950 , untuk keadaan ini LCD akan menampilkan
running text berupa “TANAH KERING”
dan “MENYIRAM” sebagai indikator
bahwa relay SPDT bekerja mengoperasikan pompa air untuk pengerjaan penyiraman saat
tanah terdeteksi kering.
3) Tahap ketiga adalah ketika penyiraman pada tahap kedua sudah selesai dan relay SPDT
berhenti beroperasi yang menyebabkan
terputusnya sumber untuk pompa air dikarenakan sensor membaca bahwa
tahanannya terdeteksi bernilai 10 ~ 500,
untuk keadaan ini LCD akan menampilkan
running text berupa “KELEMBABAN
NORMAL”. 4) Apabila level sensor membaca > 11 cm
maka buzzer dan pompa tanki akan menyala
dan apabila level sensor sudah membaca <11
cm maka buzer dan pompa tanki akan stop.
f. Tahap Penyelesaian
Rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah-langkah penyelesaian
yaitu:
1. Menggabungkan rangkaian-rangkaian yang telah dibuat.
2. Membuat program kemudian di
download kedalam Arduino.
3. Melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan untuk
memastikan bahwa alat telah dapat
bekerja sesuai kebutuhan.
1) Rancangan Pengujian Rangkaian
Rangkaian Sensor Soil Moisture YL-69
Pengujian rangkaian sensor Soil Moisture YL-69 ini adalah untuk mengecek hardware yang
dirangkai sudah sesuai dan bekerja pada media yang dideteksinya. Modul Arduino
yang sudah diprogram dengan sumber
tegangan dari komputer, kemudian rangkai
pengkabelannnya seperti gambar 3.3, setelah itu sensor kelembaban ini ditancapkan ke
media tanah lalu dimonitoring nilai
kelembaban yang dideteksi menggunakan aplikasi Arduino Uno. Nilai kelembaban yang
didapat berupa nilai resistansi digunakan
sebagai patokan pembuatan sistem.
Gambar 3.3 Rangkaian Pengetesan Sensor Kelembaban
Tanah
2) Rangkaian Relay Rangkaian yang telah terpasang seperti
gambar 3.4 diuji bersamaan setelah pengujian
rangkaian sensor kelembaban untuk mengecek hardware yang dirangkai sudah sesuai dan
bekerja saat program pada Arduino memberi
sinyal analog ke Relay SPDT berupa delay untuk mengoperasikan Pompa Air pada saat
sensor mendeteksi minimnya kadar air pada
media tanah.
Gambar 3.4 Rangkaian Pengetesan Pompa
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
34
3) Rangkaian LCD Rangkaian yang telah terpasang seperti
gambar 3.5 diuji bersamaan setelah beberapa
pengujian sebelumnya untuk mengecek
hardware yang dirangkai sudah sesuai guna menampilkan keadaan kondisi tanah &
ketinggian air dalam tanki seperti program
yang dibuat.
Gambar 3.5 Rangkaian Pengetesan LCD
4) Rangkaian Sensor Ultra Sonic HC-SR 04 Rangkaian yang telah terpasang seperti
gambar 3.6 diuji bersamaan setelah beberapa
pengujian sebelumnya untuk mengecek
hardware yang dirangkai sudah sesuai guna mengukur ketinggian air dalam tanki seperti
program yang dibuat.
Gambar 3.6 Rangkaian Pengetesan Sensor Ultra Sonic
5) Rangkain Pengetesan Buzzer
Rangkaian yang telah terpasang seperti
gambar 3.7 diuji bersamaan setelah beberapa pengujian sebelumnya untuk mengecek
hardware yang dirangkai sudah sesuai dengan
fungsinya mengeluarkan bunyi sebagai alarm
seperti dalam program yang dibuat.
E. Analisa dan Pengujian Alat
1. Pengujian Sensor Soil Moisture Yl-69 & Sensor HC-SR 04
Dalam pengujian ini sensor Soil Moisture
Yl-69 dihubungkan ke Arduino Uno R3 yang
digunakan sebagai pendeteksi kelembaban tanah. Pengujian ini juga menandakan bahwa
sensor soil moisture yl-69 beroperasi dengan
semestinya mengirimkan sinyal analog berupa
nilai tahanan sesuai instruksi pada program yang dibuat di Arduino Uno R3.
Gambar 4.7 Soil Moisture YL-69 “KELEMBABAN
NORMAL”
Gambar 4.8 HC-SR 04 “ AIR TANKI HABIS, ISI ULANG TANKI ”
2. Hasil Pengujian
Prototipe ini dirancang menggunakan
Arduino Uno R3 sebagai otak dari rangkaian.
Sistem ini menggunakan sumber 5V sebagai
sumber untuk pengoperasian pompa dan
sumber Arduino Uno R3. Arduino Uno R3 ini
terhubung dengan sensor soil moisture yl-69,
relay SPDT dan LCD melalui pin analog
maupun digitalnya seperti pada gambar di
halaman 21-22. Perancangan ini menghasilkan
sebuah prototipe penyiraman otomatis pada
greenhouse sesuai dengan keinginan kami,
beroperasi sesuai dengan program yang telah
kami buat, verify dan upload dari komputer ke
Arduino Uno R3.
Kondisi pertama adalah dalam keadaan
normal, sensor Soil Moisture YL-69 tidak
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
35
mendeteksi adanya kelembaban dan Pompa
Air dalam keadaan off. LCD menampilkan
teks berupa “TIDAK MENDETEKSI”
“POMPA STOP” (nilai tahanan R ≥ 950).
Kondisi kedua saat sensor Soil Moisture
YL-69 mendeteksi bahwa media yang
digunakan berupa pasir dalam keadaan kering
dan memberi sinyal berupa nilai tahanan yang
terdeteksi oleh program yang ada sebagai
“TANAH KERING”. Relay SPDT pun mulai
mengoperasikan Pompa Air untuk
mengalirkan air dan menyiramkannya ke
media yang di deteksi. LCD menampilkan
teks berupa “TANAH KERING”
“MENYIRAM” (nilai tahanan 600 ≤ R ≤ 950
).
Kondisi ketiga saat sensor Soil Moisture
YL-69 mendeteksi bahwa kelembaban pada
media pasir sudah cukup baik/normal maka
Relay SPDT akan berhenti beroperasi begitu
juga dengan Pompa Air. LCD menampilkan
teks berupa “KELEMBABAN NORMAL”
“POMPA STOP” (nilai tahanan 10 ≤ R≤ 500).
Pada saat sistem berjalan maka sensor
level HC-SR 04 akan membaca ketinggian air
dalam tanki, apabila air dalam tanki habis
maka sensor akan mengirimkan signal ke
arduino yang kemudian di olah menghasilkan
output yang dapat mengidupkan buzzer dan
LCD akan menampilakan running text berupa
“AIR TANKI HABIS, ISI ULANG TANKI
”sebagai penanda bahwa air dalam tanki habis
dan harus diisi ulang agar alat ini bisa kembali
menyiram tanaman sesuai berdasarkan sistem
yang telah di program.
F. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian dan
memperhatikan hasil kerja dari prototype
maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut :
a. Kelembaban pada tanah dapat diketahui,
dimonitoring serta di atur besaran
nilainya untuk program penyiraman
otomatis dengan mengukur nilai tahanan
tanah yang dideteksi oleh sensor soil
moisture yl-69 serta dikendalikan oleh
modul Arduino Uno R3.
b. Perancangan prototype ini sesuai dengan
keinginan penulis, beroperasi sesuai
instruksi yang dibuat pada program
Arduino.
2. Saran
Hal yang terpenting adalah bagaimana
ilmu tentang sistem pada prototype ini dapat
diserap dan diterapkan agar memiliki arti dan
manfaat, khususnya bagi penyusun maupun
orang lain. Untuk penyempurnaan lebih
lanjut maka beberapa saran perlu
ditambahkan antara lain :
a. Menentukan cara atau metoda untuk
mengetahui nilai tahanan pada media
tanah yang luas.
b. Untuk penerapan pada area tanah yang
lebih luas diperlukan sensor kelembaban
tanah lebih banyak yang dipasang secara
merata (berdasarkan zona ) dan masing-
masing zona dipasang saluran air yang
dilengkapi dengan katup (valve) yang
beroperasi otomatis agar zona yang
memerlukan penyemprotan air dapat
dilayani secara tepat dan efisien.
G. Daftar Pustaka
Andrianto, H. 2013. Pemrograman
Mikrokontroler AVR ATmega16
Menggunakan Bahasa C. [8] Johanson,
Sudiyatmoko, W.E., Sebastian, E.,
Linggarjati, J. 2012. Sistem Pemantau
Volume Air Berbasis Ultrasonik dengan
Aplikasi Gui. Palmerah: Universitas Bina
Nusantara.
Devika, dkk. 2014. Arduino Based Automatic
Plant Watering System. Associate
Professor. Dept. of ECE. Hitam.
Hyderabad. India.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
36
Nasoetion, A. H. 2009. Pengantar ke Ilmu –
Ilmu Pertanian. Jakarta: Raja Grafindo
Persada
Nurcahya, A. 2014. Sensor Ultrasonik SR04
untuk Mendeteksi Banjir. Yogyakarta:
Sekolah Tinggi MAnajemen Informatika
dan Komputer AMIKOM
Prasetyo, E.N. 2015. Prototype Penyiram
Tanaman Persemaian dengan Sensor
Kelembaban Tanah Berbasis Arduino.
Surakarta: Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Ramdani, H. 2015. Rancang Bangun
Simulator Excavator dengan Sistem
Kendali Jarak Jauh (Perancangan).
Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.
Ryan Viktorianus, dkk. 2014. Prototipe Alat
Penyemprot Air Otomatis Pada Kebun
Pembibitan Sawit Berbasis Sensor
Kelembaban Dan Mikrokontroler AVR
Atmega8. Jurusan Sistem Komputer.
Fakultas MIPA.Universitas Tanjungpura.
Siwalunus Jansen. 2015. Alat Penyiram
Tanaman Otomatis Menggunakan
Arduino Uno. Teknik Elektro.
Kementerian Riset, Teknologi, dan
Pendidikan Tinggi. Politenik Negeri
Manado.
Sulisthio, N. B., Limbardo, E., Joko. 2010.
Perancangan Media Penyampaian
Informasi Otomatis dengan Led Matrix
Berbasis Arduino.
Wibowo, S. 2015. Perancangan Sistem
Kontrol Jarak Jauh Berbasis Web untuk
Memudahkan Pengguna Dalam
Pengendakian Perangkat Listrik Rumah
Tangga. Malang: Sekolah Tinggi
Informatika dan Komputer Indonesia.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
37
RANCANG BANGUN ALAT PEMOTONG KENTANG SPIRAL Siswandi, ST,M.Kom 1, Afriyan Ramayanto, ST,MT2,
Program Studi Teknik Listrik
Abstrak
Perancangan alat pemotong kentang spiral disesuaikan dengan bahan atau benda yang akan
dikerjakan, seperti pengumpulan data tentang alat-alat dan benda kerjanya. Lalu setelah pengumpulan
data ketahap selanjutnya yaitu penggambaran alat kerja dan yang terakhir perhitungan biaya yang harus
dipakai. Alat pemotong kentang spiral berfungsi untuk memotong kentang menjadi spiral.
Metode pembuatan alat pemotong kentang spiral sebagai berikut, material yang dipakai yaitu plat
aluminium setebal 6 mm. lalu proses kerjanya adalah plat aluminium dipotong (cutting) menggunakan
gerinda sesuai dengan ukuran pada gambar alat, setelah dipotong plat aluminium disambungkan menjadi
bagian-bagian (rangka) alat yang disesuaikan dengan gambar alat proses assembly welding
menggunakan las argon. Setelah bagian-bagian (rangka) pada alat sudah selesai dibuat, dilanjutkan ke
proses pembuatan poros ulir yang berfungsi untuk pendorong kentang menuju pisau dengan cara diputar.
Pembuatan poros ulir tersebut yaitu baut dipotong pada bagian kepala baut dengan menggunakan
gerinda.
Kapasitas alat pemotong kentang spiral dengan sistem manual dapat memotong kentang dengan
ukuran Ø 30 – 70 mm, dan mampu memotong 1 kentang dalam waktu 3 menit sehingga jika digunakan
dalam waktu 1 jam maka dapat menghasilkan 20 potongan kentang.
Kata kunci: poros ulir, tuas, pisau, kentang
A. Latar Belakang
Setelah melihat-lihat yang ada di lingkungan
sekitar tempat saya tinggal khususnya makanan
berbahan dasar kentang. Kebanyakan dari
mereka masih menggunakan cara lama dalam
memotong kentang, yaitu dengan cara atau hasil
potongan panjang seperti persegi panjang dan
bulat-bulat mengikuti bentuk kentangnya.
Memang para konsumen masih banyak
menyukai bentuk potongan seperti itu, tetapi
cara para penjual makanan berbahan dasar
kentang itu masih dengan cara memotong
kentangnya secara manual atau memakai pisau
dapur dan masih sangat kemungkinan terjadi
kesalahan yaitu seperti jari tangannya tersayat
pisau.
Dengan kebiasaan seperti itu, muncul sebuah
inovasi berupa alat potong untuk kentang.
Tetapi alat yang dibuat ini berbeda dengan yang
lainnya, karena hasil dari potongannya adalah
spiral. Yaitu bertujuan untuk memberi kreasi
pada kentang tersebut, sehingga penjual
makanan dan ibu rumah tangga yang
menggunakan bahan kentang mampu
meningkatkan cita rasa pada hasil masakan
berbahan kentang. Lalu sekilas penjelasan dari
cara kerja alat pemotong kentang ini adalah
terdapat plat tipis yang ditengahnya terdapat
ruang dan setengah ruang itu ada pisau potong,
setelah itu kentang ditekan kedepan atau kearah
pisau potong dengan alat bantu berupa poros
berulir yang diputar, sehingga menghasilkan
potongan kentang yang spiral.
Jadi menggunakan alat pemotong kentang
spiral dengan sistem mekanis sangat harus
mulai dipakai karena memiliki kemudahan
dalam pemakaiannya, menghasilkan potongan
kentang yang berbentuk spiral (ulir) sehingga
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
38
berguna untuk penjual yang ingin
berkreativitas, nilai ekonomis, resiko seperti jari
tangan terluka kemungkinan sangat kecil pada
saat pemotongan, dan produktivitas
pemotongan tidak butuh waktu lama dan
sederhana.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan
yang dapat di ambil adalah : 1) Bagaimana rancang bangun alat
pemotong Kentang Spiral?
2) Bagaimana mekanisme pemotongan kentang secara spiral ?
3) Bahan yang sesuai untuk alat pemotong
kentang untuk membuat kentang goreng
(french fries) yang aman?
C. Landasan Teori
C.1. Alat dan Bahan
1. Alat pemotong kentang
Alat pemotong kentang adalah alat yang
bergungsi untuk memotong kentang dengan sesuai keinginan, bagi pengusaha makanan
kentang maupun ibu rumah tangga pasti
mengunakan alat pemotong. Alat pemotong kentang itu sendiri
memiliki berbagai macam alat untuk
memotong kentang, yang sudah umum adalah
alat yang disebut pisau. Dengan menggunakan pisau pengguna alat ini dapat memotong
sesuai keinginan dan kemampuan teknik yang
dimilikinya, pisau juga memliki resiko yaitu jika kurang konsentrasi dan teknik memotong
yang cukup dapat memyebabkan jari tangan
tersayat oleh pisau tentunya membahayakan. Contoh gambar mengunakan alat pisau
sebagai pemotong kentang dapat dilihat
dibawah ini:
Gambar 3.1 Memotong Kentang dengan Pisau (Sumber:https://www.google.co.id/search?client=msandroid-memotong kentang_l=mobile-gws-img)
Selain menggunakan pisau terdapat juga alat pemotong kentang yang menggunakan
serutan. Alat ini lebih efisien dan mengurangi
resiko atau sesuatu
yang tidak diinginkan dari pada pisau, cara pemakaian serutan yaitu dengan meletakan
kentang diatas, ditekan sesuai keinginan, dan
digerakan secara maju lalu mundur. Tetapi hasil dari serutan ini kurang kreatif dan sama
saja dengan memotong menggunakan pisau
yaitu berbentuk panjang. Dan gambar memotong kentang dengan
alat serutan ada dibawah:
Gambar 3.2 Memotong Kentang dengan Serutan (Sumber:https://www.google.co.id/search? -
kentang_lmobile-gws-img)
Dari dua alat pemotong kentang yang sudah disebut dan dijelaskan memiliki
kekurangan yaitu pada hasil potongan yang
kurang kreatif dan menimbulkan resiko seperti
jari tangan tersayat juga dengan menggunakan alat pisau dan serut sudah banyak di berbagai
penjual usaha makanan yang berbahan dasar
kentang. Oleh karena itu alat pemotong kentang
spiral adalah solusi dari kekurangan alat-alat
pemotong kentang yang sudah dijelaskan yaitu hasil kurang kreatif dan resiko jari
tangan terluka, dengan menggunakan alat
pemotong kentang spiral hasil potongannya
berbentuk spiral (ulir) pada saat pemotongan kentang pun dapat dilakukan dengan mudah
dan cepat hanya memperlukan waktu 3 menit
dan juga tidak akan menimbulkan resiko jari tangan terluka akibat tersayat pisau.
Contoh gambar alat pemotong kentang
spiral ada dibawah ini:
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
39
Gambar 3.3 Alat Pemotong Kentang Spiral
2. Komponen Alat
Dalam pembuatan alat terdapat rancangan,
rancangan itu pasti ada yang disebut komponen-komponen alat yang memiliki
fungsi tersendiri menjadi suatu alat. Dan
komponen alat itu terdiri dari:
Gambar 2.4 Alat Pemotong Kentang Spiral
Masing-masing komponen alat yang diatas itu pastinya memiliki fungsi tersendiri untuk
membuat alat tersebut bekerja dengan baik
atau sesuai keinginan pembuatnya, berikut
keterangan fungsi dari komponen alat ini: a. Badan plat depan
Berfungsi sebagai tempat bagi pisau untuk
memotong dan ditengah badan plat depan terdapat ruangan persegi panjang posisi
vertical yang berfungsi untuk memudahkan
kentang keluar menjadi potongan spiral.
b. Pisau serta baut dan mur Pisau untuk memotong benda kerja atau
kentang, sedangkan Baut dan Mur berfungsi
untuk mengencangkan pisau dan memudahkan pisau lepas dari badan plat depan jika tumpul
lalu dipasang kembali setelah diasah menjadi
tajam. c. Pegangan kentang
Berfungsi untuk memegang kentang atau benda kerja agar tidak jatuh pada saat poros
ulir diputar dan dipotong.
d. Alas badan plat
Untuk dudukan badan plat berdiri. e. Badan plat belakang
Sebagai dudukan atau tempat poros ulir
berputar maju dan berputar mundur. f. Tuas
Berfungsi memudahkan memutar poros
ulir ke depan dan ke belakang. g. Poros ulir
Berperan penting dalam proses
pembentukan kentang menjadi potongan
spiral
Keterangan diatas adalah penjelasan fungsi
dari komponen-komponen alat pemotong kentang spiral, dan fungsi komponen alat
tersebut saling berkaitan antara satu dengan
yang lainnya. Prinsip Dasar Perencanaan Teknik Mesin
Perencanaan adalah sebuah konsep atau
panduan dalam membuat suatu alat kerja yang
diinginkan, perencanaan itu terdiri dari rancangan, bahan-bahan atau material,
struktur alat, dan alat-alat penunjang suatu alat
kerja.
C.2. Rancang Bangun Rancang bangun adalah panduan dalam
menentukan rencana hingga menjadi suatu
alat kerja, agar dapat menentukan dan
menjadikan sesuatu yang diinginkan. Rancang bangun sudah menyediakan sebuah panduan,
panduan itu terdiri dari perancangan,
perhitungan, pemilihan bahan atau material,
dan pembuatan model suatu alat. Rancang bangun juga harus mempertimbangkan hal-hal
yang ada pada alat tersebut seperti mudah dan
sederhana dalam pemakaian, mudah dibuat, ekonomi, bagus, dan berguna.
1. Tinjauan Khusus a. Pengertian Screw
Sekrup adalah suatu batang atau tabung
dengan alur heliks pada permukaannya.
Penggunaan utamanya adalah sebagai pengikat untuk menahan dua objek
bersama, dan sebagai pesawat
sederhana untuk mengubah torsi (torque)
Badan Plat
Depan
Pisau, Baut
dan Mur
Pegangan
Kentang
Alas Beban Plat
Badan Plat
Belakang
Tuas
Poros Ulir
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
40
menjadi gaya linear. Baut dapat juga didefinisikan sebagai bidang miring yang
membungkus suatu batang.
Sebagian besar baut dipererat dengan
memutarnya searah jarum jam, yang disebut ulir kanan. Baut dengan ulir kiri
digunakan pada kasus tertentu, misalnya
saat baut akan menjadi pelaku torsi berlawanan arah jarum jam.
b. Jenis-Jenis Screw 1) Self-tapping Screws
Mulai banyak digunakan sejak
berlangsungnya perang dunia kedua (PD
II). Sekrup jenis ini terbuat dari baja keras, didesain untuk menyambung
bahan logam. Proses pemasangan sekrup
jenis ini adalah dengan cara memasukkan sekrup ke dalam lubang panduan yang
telah dibuat sebelumnya dengan
cara dibor. Pada saat dipasangkan, ulir sekrup akan bekerja seperti halnya mata
bor, membuat ulir pada benda kerja yang
akan disambung sehingga dihasilkan
ikatan sambungan yang sangat kuat. Self-tapping screws banyak
digunakan pada pembuatan bodi dan
aksesoris kendaraan, yang kebanyakan hanya dapat dikerjakan dari satu sisi
saja. Proses pemasangan sekrup sangat
sederhana, yakni dengan membuat
lubang panduan kemudian memasangkan sekrup mengunakan obeng. Sambungan
menggunakan sekrup akan bertahan
cukup lama dan dapat dilakukan bongkar pasang berulang kali tanpa mengalami
penurunan kekuatan.Seiring
perkembangannya, dilakukan perbaikan terhadap konstruksi sekrup sehingga
pemasangannya tidak lagi memerlukan
pembuatan lubang panduan terlebih
dahulu. Sekrup model ini dikenal dengan istilah spat system screws. Pemasangan
spat system screws dilakukan dengan
menggunakan obeng yang dioperasikan dengan tenaga pneumatik. Tenaga
pneumatik digunakan untuk menekan
sekrup hingga ujung sekrup menusuk benda kerja,kemudian sekrup diputarkan
agar ulir sekrup menembus benda kerja
hingga sekrup tertanam pada benda kerja.
Metode ini mampu meningkatkan kekuatan sambungan sekrup hingga 30%
lebih baik dibandingkan dengan metode
self-tapping screws.
Gambar 2.5 Self-tapping screws (Sumber :
https://dnwgit7zg7mqr.cloudfront.net/images/
141020-UK/250/33072.jpg)
2) Screw Nails
Konstruksi sekrup jenis ini
menyerupai paku yang bagian batangnya dibuatkan ulir spiral. Sekrup dibuat dari
baja keras dan digunakan untuk
penyambungan antara lembaran pelat tipis ke konstruksi yang terbuat dari
bahan kayu. Metode pemasangannya
dilakukan dengan cara dipukul
menggunakan martil. Ulir spiral yang adakan memperkuat cengkeraman sekrup
sehingga menghasilkan ikatan
sambungan antara bahan logam dengan kayu dengan kekuatan yang kuat.
Gambar 2.6 Screw Nails
(Sumber:https://s7g3.scene7.com/is/image//ae235?sr
c=ae235/12984_P&$prodImageMedium$)
3) Steel Hammer Driven Screws Sekrup jenis ini digunakan untuk
menyambung lembaran pelat logam,
sambungan yang dihasilkan sangat kuat
dan sulit untuk dilepaskan kembali. Oleh karena itu sekrup jenis ini hanya
digunakan pada sambungan yang bersifat
permanen. Sekrup terbuat dari baja yang sangat keras, dengan bentuk kepala
countersunk atau round-head. Proses
pemasangan sekrup jenis ini adalah dengan cara membuat lubang panduan
menggunakan bor atau penitik,kemudian
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
41
sekrup dipasangkan dengan cara dipukul menggunakan palu. Ulir spiral yang
terdapat pada sekrup akan membantu
sekrup tertanam pada benda kerja yang
disambungsecara kuat.
Gambar 2.7 Steel Hammer Driven Screws
(Sumber:https://5.imimg.com/data5/NO/WB/MY-
6474720/hammer-drive-screw-250x250.jpg)
4) Set screws (Machine Screws) Set screws hampir sama dengan baut,
yakni bagian batangnya berbentuk
silindris dan berulir. Bentuk kepala set
screws berbeda dengan kepala baut, yakni berbentuk countersunk, round
head, cheese, ataupun pan heads.Set
screws digunakan untuk mengikat dua bagian logam menjadi satu konstruksi
yang kuat, atau mengatur celah/jarak
antara satu bagian dengan bagian yang
lain.
Gambar 2.8 Set screws (Machine Screws)
(Sumber:htps://www.rcfastener.com/images/produ
cts/ jpg)
c. Jenis-Jenis Ulir Screw
Ulir adalah alur-alur yang melilit
pada sebuah poros baja dengan
ukuran tertentu. Penggunaan ulir
banyak sekali ditemui dalam
kehidupan sehari-hari, karena ulir
berfungsi sebagai pengikat, selain itu
ulir juga berfungsi sebagai penggerak
suatu benda. sebelum kita mengenal
berbagai macam jenis ulir ada
baiknya kita mengenali dulu bagian -
bagian ulir.
Gambar 2.9 Bagian-bagian Ulir (Sumber: http://3.bp.blogspot.com/gFAxudJ65k/VBeWBKqA
auI/AAAAAAAAAz8/CFIvkr0xcqU/s1600/metric_t
hreads_graphic.gif)
Berikut adalah macam-macam jenis ulir
menurut dari bentuknya: 1) Ulir segitiga
Ulir yang banyak sekali ditemui dan
banyak sekali standar ulir segitiga ini
diantaranya: 2) Ulir metris (Metric Standart Thread)
Merupakan ulir segitiga dengan sudut
puncak 60 dan keseluruhan dimensi dalam satuan metris. Simbol dari ulir ini adalah
"M" contohnya M8 x 1,25 adalah ulir
metris dengan diameter 8 mm dan pitch 1,25 mm.
Gambar 2.10 Ulir segitiga jenis Metris (Sumber:
http://2.bp.blogspot.com/VZhbJE6cEw/VBeoBkrH6
7I/AAAAAAAAA0k/7UbToIgnTE0/s1600/din13pix
.jpg)
3) Ulir Whitworth (Whitworth Standart
Thread)
Merupakan ulir segitiga dengan sudut
puncak 55 dan keseluruhan dimensi dalam satuan British (inchi). Simbol dari ulir ini
adalah "W", contohnya W ⅜" x 20 TPI
adalah ulir whitworth dengan diameter ⅜"
dan terdapat 20 Thread per Inch (jumlah puncak ulir tiap jarak 1 inchi)
Gambar 2.11 Ulir segitiga jenis Whitworth
(Sumber: http://4.bp.blogspot.com/-1ol_fXxX-
3o/VBeoATZwbqI/AAAAAAAAA0M/SzXjlCuapw
E/s1600/basic-withworth-thread-form.jpg)
4) Ulir Segiempat ( Square Thread)
Merupakan ulir dengan bentuk profil
segi empat, biasanya digunakan untuk beban
berat misalnya pada pembuka pintu air bendungan dan ulir pada tanggem. ulir
segiempat disimbolkan dengan huruf "Sq"
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
42
dan berdimensi inchi contohnya Sq ⅜" x 8 TPI yaitu ulir segiempat dengan diameter ⅜"
dan jumlah ulir tiap inchi adalah 8.
Gambar 2.12 Ulir Segiempat
(Sumber: http://2.bp.blogspot.com/-
rPFDkVHvw_M/VBepdLnz4rI/AAAAAAAAA1w/fsko-9-ZmNc/s1600/image001.jpg)
5) Ulir Trapesium (Trapezium Thread)
Merupakan ulir dengan profil trapesium dengan sudut puncak 30°. biasa digunakan
pada ulir penggerak pada eretan dan
leadscrew pada mesin bubut. . ulir ini disimbolkan dengan huruf "Tr" dengan
dimensi metris contohnya Tr 18 x 4 adalah
ulir trapesium dengan diameter 18 mm dan
jarak puncak ulir 4 mm. Gambar 2.13 Ulir Trapesium
(Sumber: http://2.bp.blogspot.com/-
ws2MVH1BOnk/TxuWfKSz8fI/AAAAAAAAAAU
/dshDPizJR_Y/s1600/ulir+2.png)
2. Gaya
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang terjadi terhadap suatu benda. Gaya dapat
menimbulkan perubahan posisi, gerak atau
perubahan bentuk pada benda. Gaya termasuk
ke dalam besaran Vektor, karena memiliki nilai dan arah. Sebuah Gaya disimbolkan
dengan huruf F (Force) dan Satuan Gaya
dalam SI (Satuan Internasional) adalah Newton, disingkat dengan N. Pengukuran
gaya dapat dilakukan dengan alat yang disebut
dinamometer atau neraca pegas.
W = x = x (di)²
(2.1) (Sumber: Power Screw, R.S Khurmi & J.K
Gupta hal. 658) [1]
=
(2.2) (Sumber: Power Screw, R.S Khurmi & J.K
Gupta hal. 659) [1]
Gambar 2.14 Letak Gaya Beban
Keterangan :
W = Gaya beban (kN)
= Tegangan compressive (N/mm²)
= Area tegangan (mm²)
di = Diameter minor (mm)
3. Torsi Torsi dapat diartikan sebagai gaya
rotasional, gaya yang bekerja pada lever,
dikalikan dengan jarak dari titik tengah lever.
Gambar 2.15 Letak Torsi
Rumus perhitungan Torsi pada sistem
diatas adalah:
T = P x = W = tan (α + Փ) …………………(2.3)
(Sumber: Power Screw, R.S Khurmi & J.K Gupta
hal. 658) [1]
Keterangan :
d T = Torsi (N-mm)
P = Kekuatan putaran (N/mm²)
d = diameter (mm)
W = Gaya beban (N/mm²)
tan Փ = sudut ulir antara baut dan mur
4. Faktor Keamanan Faktor keamanan adalah faktor yang
digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin. Misalnya sebuah mesin
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
43
diberi efek yang disebut gaya F, diumpamakan bahwa gaya F adalah suatu
istilah yang umum dan bisa saja berupa gaya.
Kalau F dinaikkan, sampai suatu besaran
tertentu sedemikian rupa sehingga jika dinaikkan sedikit saja akan mengganggu
kemampuan mesin tersebut, untuk melakukan
fungsinya secara semestinya. Jika menyatakan batasan ini sebagai batas akhir, harga F
sebagai Fu, maka faktor keamanan dapat
dinyatakan sebagai berikut :
SF =
Bila F sama dengan Fu maka SF = 1, dan
pada saat ini tidak ada keamanan. Akibatnya sering dipakai istilah batas keamanan.
Batas keamanan dapat dinyatakan dengan
persamaan : M = SF-1
Makin besar kemungkinan adanya
kerusakan pada komponen mesin, maka angka
keamanan diambil makin besar. Angka keamanan beberapa material dengan berbagai
beban dilihat dalam tabel 2.1 di bawah ini :
Tabel 2.1 Faktor keamanan beberapa material [2]
Material Steady
load
Live
load
Shock
load
Cast iron 5-6 8-12 16-20
Wrought iron 4 7 10-15
Steel 4 8 12-16
Soft material &
alloys
6 9 15
Leather 9 12 15
Timber 7 10-15 20
Steady Load adalah beban tetap baik
besarnya (intensitasnya), titik bekerjanya dan arah garis kerja tetapnya. Contoh: gaya
atau beban yang terjadi pada rangka
alatnya seperti pada alas (dudukan) dan
badan alat. Live Load adalah beban yang besarnya
(intensitasnya) berubah-ubah menurut
waktu sehingga dapat dikatakan besarnya beban merupakan fungsi waktu. Contoh:
gerak akibat alat (mesin), gerak akibat
manusia (operator). Shock Load adalah beban yang dihasilkan
apabila dua benda bertumnukan atau
apabila benda jatuh dan mengenai suatu struktur. Contoh: proses pengetesan
kekuatan atau ketahanan bahan pada suatu
benda.
D. Perancangan dan Analisa Alat
D.1. Proses Pembuatan Alat
Rancangan yang sudah ada, lalu
bahan-bahan atau bagian setiap alat
dibuat dan disesuaikan dengan
keinginan, lalu sebagai berikut
langkah-langkah proses pembuatan alat
terdiri dari:
1. Alas pada alat pemotong kentang spiral
Gambar 4.1 Alas pada alat pemotong kentang spiral
Proses pembuatan :
a) Potong plat aluminium dengan
ukuran 321 x 168 x 6 mm sebanyak
1pcs menggunakan cutting wheel.
b) Diratakan dibagian sisi-sisinya
bekas potongan cutting wheel pada
plat alumunium menggunakan
gerinda.
2. Dudukan poros
Gambar 3.4 Dudukan poros
Proses pembuatan :
a) Potong plat aluminium bagian tegak
dengan ukuran 108 x 72 x 6 mm
sebanyak 4pcs menggunakan cutting
wheel.
b) Potong plat aluminium bagian tutup dengan
ukuran 80 x 72 x 6 mm sebanyak 1pcs
menggunakan gerinda.
c) Bersihkan bagian-bagian yang
dipotong menggunakan gerinda.
3. Dudukan pisau dan pisau potong
2
1
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
44
Gambar 3.5 Dudukan pisau dan pisau potong
Proses pembuatan:
a) Potong plat aluminium berukuran
100 x 85 x 1 mm sebanyak 1pcs dan
diberikan ruangan pisau
menggunakan gerinda.
b) Potong plat alminium untuk
membuat pisau berukuran 73 x 26 x
1 mm sebanyak 1pcs menggunakan
gerinda dan dibor dibagian
menggunakan mata bor Ø 5 mm
disamping pisau agar baut dan mur
bisa menjepit pisau
4. Tuas
Gambar 3.6 Tuas
Proses pembuatan :
a) Tuas berukuran Ø 20 x 105 mm
sebanyak 1pcs
b) Potong besi plat penyambung antara
tuas dengan poros ulir berukuran
106 x 15 x 6 mm sebanyak 1pcs
menggunakan gerinda.
5. Poros ulir
Gambar 3.7 Poros ulir
Proses pembuatan :
a) Potong baut dibagian kepalanya dan
dijadikan dengan ukuran Ø 12 x 170
mm dan ulir M12 mm menggunakan
gerinda.
b) Potong poros dengan ukuran Ø 16 x
150 mm menggunakan gerinda.
D.2. Analisa Perhitungan Alat
1. Analisa Perhitungan Gaya
Gambar 4.1 Perumusan Gaya beban
Dik: = 84,0 mm²(tegangan pada baut)
m = 25kg (kekuatan tangan)
g = 9,8 m/s (gravitasi)
Dit: W =….? F =….?
=….?
W = x
= F = m.g
F = 25 kg x 9,8 m/s
= 245 N
=
= 75,4 N/mm² (tegangan pada gaya)
W = x
W = 75,4 N/mm² x 84,0 mm²
= 6333,6 kN
a. Perhitungan Torsi
Gambar 4.2 Perumusan Torsi
Dik: W = 6333,6 kN
= 1,074 mm (sudut ulir antara baut
dan mur) lihat lampiran
= 12 mm (diameter luar pada ulir)
lihat lampiran
1
2
1
2
1
2
F
di
do
di T
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
45
= 9,85 mm (diameter dalam pada ulir)
lihat lampiran
= 1,75 mm (pitch ulir pada baut) lihat
lampiran
Dit: T =……?
T = P x = W = tan (α + Փ)
d = = = 10,9 mm
tan α = = = 0,05
T = P x = W = tan (α + Փ)
= W
= 6333,6
= 40973 N-mm
40973 = x τ (di)³ = x τ (9,85)³ = 187,5
τ = 40973/187,5 = 218,5 N/mm²
b. Faktor Keamanan Safety Factor
Safety factor (Sf) = 4 (lihat table pada bab
II hal. 18)[2]. Maka dapat diketahui untuk bahan Aluminium adalah 90 MPa
Tegangan ijin bahan = = = 22,5
Kg/
Material profil :
Tegangan maksimum ( ) = 90 MPa [3]
1 MPa = 10 (Kg/ ), Maka 90 Mpa =
900 (Kg/ ) = 9 Kg/
Tegangan kentang = 9,397 Mpa = 93,97
Kg/ = 0,9397 Kg/ bahan
Aluminium = 22,5 Kg/ , tegangan
kentang 0,9397 Kg/
Tegangan ijin bahan = = = 23,9
Kg/ .
Tegangan ijin bahan berat tangan =
23,9 Kg/ 25 Kg karena berat
tangan yang dipakai lebih besar dari pada tegangan maka dengan ini berat dengan 25
Kg mampu memutar lalu memotong
kentang.
2. Penentuan Debit Produk
Alat pemotong kentang spiral yang dibuat telah dicoba pengerjaannya, untuk
memotong kentang menjadi potongan
spiral (ulir) membutuhkan waktu sekitar
kurang lebih 3 menit/kentang berarti dalam
1 jam menghasilkan 20 buah potongan kentang. Bila alat pemotong kentang spiral
dipakai selama sehari sesuai jam kerja
biasanya yaitu 7 jam, maka jika dihitung:
7 jam x 20 buah = 140 buah
Dengan mengetahui hasil hitungan yang diatas, alat pemotong kentang spiral
termasuk alat yang produktif untuk usaha
berskala besar, tetapi alat pemotong kentang spiral dibuat untuk usaha
menengah dan juga kemampuan hasil
pemotongan kentang tidak dapat selalu
sesuai dengan perhitungan diatas, karena kecepatan dan kekuatan dilakukan oleh
manusia yang memiliki kelelahan lalu
dikerjakan secara manual sehingga hasil produksi tentunya naik dan turun.
Daftar Pustaka
Angga Candra Wibowo. (2015). perancangan
alat pemotong kentang. Skripsi. Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Negeri Yogyakarta
Ambiyar. (2008). Teknik Pembentukan Plat Jilid 1. Jakarta : Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan
Amstead, B.H, dkk. (1995) Teknologi
Mekanik, alih bahasa: Sriati Djaprie, Jakarta Erlangga.
Beumer, B.J.M. (1985). Ilmu Bahan Logam.
Jakarta : Bharata Karya Aksara. Boediono. (2008). Ekonomi Mikro.
Yogyakarta : BPFE – Yogyakarta.
Darmawan, H. (2004). Pengantar Perancangan
Teknik (Perancangan Produk). Bandung : ITB
G. Niemann. (1999). Elemen Mesin. (Anton
Budiman : Terjemahan). Jakarta : Erlangga.
Gupta J.K & Khurmi R.S. 1982. A text ox of
Machine Design. New Delhi. Eurosia Publishing House (Pvt) Ltd.
Irawan, Agustinus Purna. 2009. Diktat
Elemen Mesin. Jakarta.
Jr, Callister William. D. 2007. Materials Science and Engineering. New York.
John Wiley & Sons, Inc.
Jurnal Silika (Jurnal SIstem Listrik KrAkatau)
ISSN No. 2722-1318 Edisi Vol.1 No.1, Maret 2020
46
Mahfoedz. (1985). Ihtisar Teori dan Soal Jawab Akutansi Intermediate.
Yogyakarta : Liberty Yogyakarta.
Mulyadi. (1993). Sistem Akutansi.
Yogyakarta : Salemba Empat. Sato, G.Takeshi., dan Hartanto, N.S. (1996).
Menggambar Mesin Menurut Standar
ISO. Bandung : Pustaka Grafika Subiyono dan Surati. N. (2013). Metode
Perancangan Alat Mesin Sederhana.
Yogyakarta : Deepublish.
Sularso dan Suga, K. (1983). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen
Mesin. Jakarta : Pradnya Paramita.