no.issn: 2722-1318 vol.1. no.1 tahun 2020

47
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

Upload: others

Post on 25-Oct-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 2: No.ISSN: 2722-1318 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

Page 3: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 4: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 5: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 6: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 7: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 8: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 9: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 10: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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 ?

Page 11: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 12: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 13: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 14: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 15: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 16: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 17: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 18: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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:

Page 19: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 20: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 21: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 22: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 23: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 24: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 25: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 26: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 27: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 28: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 29: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 30: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 31: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 32: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 33: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 34: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 35: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 36: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 37: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 38: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

[email protected]

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

Page 39: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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:

Page 40: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 41: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 42: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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"

Page 43: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 44: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 45: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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

Page 46: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.

Page 47: No.ISSN: 2722-1318 Vol.1. No.1 Tahun 2020

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.