RANCANG BANGUN ALAT PENGOMPOS SAMPAH

ORGANIK RUMAH TANGGA

PROPOSAL TUGAS AKHIR

PERIODE 2 SEMESTER GANJIL 2013/2014

Oleh:

STEPANUS KUKUH KURNIADI

2010 041 007

Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya

Jakarta

2013

LEMBAR PERNYATAAN

CALON PEMBIMBING TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan di bawah ini, calon pembimbing Tugas Akhir dari

mahasiswa:

Nama : Stepanus Kukuh Kurniadi

NIM : 2010 041 007

Topik Tugas Akhir : Rancang Alat Pengompos Sampah Organik

Rumah Tangga

Menyatakan bahwa mahasiswa tersebut di atas akan mengikuti Seminar Proposal

Tugas Akhir Periode 2 Semester Ganjil 2013/2014

Jakarta, 16 Januari 2013

Calon Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Isdaryanto Iskandar, M. Sc.

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Nama : Stepanus Kukuh Kurniadi

NIM : 2010 041 007

Peminatan : Konstruksi dan Perancangan Mesin

Calon Pembimbing : Ir. Isdaryanto Iskandar, M.Sc.

Topik Tugas Akhir : Rancang Bangun Alat Pengompos Sampah Organik

Rumah Tangga

Latar Belakang

Pertumbuhan penduduk yang semakin pesat menimbulkan masalah

produksi sampah yang semakin meningkat. Berdasarkan catatan Kementrian.

pada tahun 2010 volume sampah perharinya mencapai 200 ribu ton dan

meningkat dua kali lipat pada tahun 2012 menjadi 490 ribu ton per hari. Dari total

sampah yang dibuang, 50% sampah merupakan sampah rumah tangga [1]

Sekitar 24.5 % sampah ditangani dengan tepat dan 75.5 % sisanya

dibuang begitu saja tanpa diolah [1]. Pembiaran terhadap sampah menjadi

ancaman serius bagi kualitas hidup masyarakat.

Untuk wilayah DKI jakarta pada tahun 2012, komposisi sampah rumah

tangga didominsai oleh sampah organik sebesar 53,75% s isanya adalah sampah

kertas (14.92%), sampah kayu (0.87%), sampah kain (1.1%), sampah karet dan

tiruan karet (0.52%), sampah plastik (14.02%), sampah logam (1.82%), sampah

kaca (2.45%), sampah baterai (0.56%) dan lain-lain (9.98%) [2]. Dengan

penanganan yang tepat, sampah organik dapat diolah menjadi kompos yang

dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas tanah. Pengolahan kompos yang

dilakukan di Tempat Pembuanagan Akhir (TPA) tidak dapat mengakomodir

keseluruhan sampah organik yang diproduksi sehingga diperlukan peran serta

masyarakat dalam mengelola sampah rumah tangga. Perilaku bijak dengan

membiasakan untuk memilah sampah organik dan anorganik lalu mengolah

sampah organik menjadi kompos akan sangat membantu. Dengan latar belakang

ini dirasakan perlu adanya alat yang dapat membantu proses pengomposan

sampah organik rumah tangga.

Rumusan Masalah

Bagaimana merancang alat yang dapat membantu proses pengomposan

sampah organik rumah tangga?

Bagaimana prinsip kerja alat pengompos sampah organik?

Tujuan

Tujuan dari perancangan ini adalah merancang alat yang membantu

proses pengomposan sampah organik rumah tangga.

Manfaat Perancangan

Manfaat dari perancangan alat pengompos sampah organik rumah tangga

adalah membantu proses pengomposan agar dapat berjalan lebih cepat

Batasan Masalah

Batasan masalah dilakukan agar topik bahasan menjadi lebih terfokus. Batasan

masalah meliputi :

1. Bahan baku sampah organik yang digunakan memiliki perbandingan 30 :

1 antara daun-daun hijau dan ranting pohon atau tanah.

2. Pengomposan dilakukan dengan metode aerob.

Tinjauan Pustaka

Kompos

Kompos adalah hasil penguraian tidak lengkap macam-macam bahan

organik. Membuat kompos adalah mengatur aspek-aspek yang berpengaruh

selama proses penguraian agar berjalan lebih cepat. Aspek-aspek tersebut meliputi

temperatur, kelembapan, mikroorganisme pengurai sampah organik. Kompos

yang baik harus memenuhi persyaratan teknis tertentu agar layak digunakan.

Berikut ini persyaratan teknis pupuk organik menurut DEPTAN RI (Departemen

Pertanian Republik Indonesia) yang dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Persyaratan Teknis Minimal Pembenah Tanah Organik [3]

Bahan Dasar Kompos

Untuk bahan dasar kompos dapat diperoleh dari sampah lingkungan

sekitar seperti limbah dari rumah tangga (sayuran, kertas bekas, tulang, rumput,

daun, dan ranting pohon), limbah peternakan (kotoran hewan) dan limbah

pertanian. Bahan baku yang mengadung nitrogen (N) dapat diperoleh dari

Teknik Pembuatan Kompos

Terdapat dua teknik pembuatan kompos yaitu dengan teknik aerob dan

anaerob. Teknik aerob memungkinkan oksigen dari luar berinteraksi selama

proses pengomposan sedangkan metode anaerob tidak mengijinkan oksigen

bereaksi selama proses pengomposan.

Kompos Metode Aerob

Pembuatan kompos metode aerob sebaiknya dilakukan di udara terbuka

(terdapat sirkulasi udara). Jenis bahan baku yang cocok untuk pengomposan aerob

adalah material organik yang mempunyai perbandingan unsur karbon (C) dan

nitrogen (N) 30 : 1, kadar air 40%-50% dan pH 6-8. Contohnya seperti

leguminosa, jerami, gedebog pisang dan kotoran unggas [4]. Proses

pembuatannya dilakukan dengan cara mencapurkan semua sampah organik

tersebut dan ditambahkan mikroorganisme stater. Temperatur kompos akan

meningkat drastis setelah 24 jam hingga 65oC. Temperatur ini perlu

dipertahankan hingga 4 hari untuk membunuh bakteri patogen. Setelah 4 hari

temperatur kompos perlu diturunkan antara 45oC hingga 60

oC dan kadar air 40%

- 50% [4]. Setelah itu dibiarkan saja hingga kompos matang. Kompos yang

matang dapat diketahui dengan melihat warnanya yang cenderung hitam dan

beraroma seperti tanah.

Kompos Metode Anaerob

Untuk teknik anaerob bahan organik yang dicampurkan harus memiliki

perbandingan carbon (C) dan nitrogen (N) diatas 40 : 1. Temperatur optimal untuk

proses pengomposan dengan teknik ini adalah sekitar 35oC -45

oC dan kadar air

30% - 40% [4]. Proses pembuatannya diawali dengan mencampurkan seluruh

bahan dan ditambahkan mikroorganisme tambahan kemudian ditutup rapat

hingga menjadi kompos. Selama proses ini akan menimbulkan bau yang tidak

sedap. Kompos yang matang cenderung berwarna hitam dan aroma yang

menyengat.

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang terintegerasi dengan memori,

input/output dan timer. Untuk lebih jelasnya ditunjukan oleh gambar 2.

Gambar 2. Diagram Blok Mikrokontroler [5]

Mikrokontroler pada umumnya memiliki pin eksternal untuk dihubungkan

dengan input/output, daya listrik, penghitung waktu dan kontrol sinyal. Pada

umumnya setiap port memiliki 8 jalur untuk mentransfer 8-bit data.

Sensor dan Transduser

Transduser merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk

merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik maupun sebaliknya

sedangkan sensor adalah contoh transduser yang berfungsi untuk mengubah

besaran fisik menjadi besaran listrik yang dapat dianalisa dan diukur.

Sensor yang umum digunakan adalah sensor cahaya, sensor temperatur,

sensor gaya, sensor kelembapan dan sensor kecepatan.

Sensor yang digunakan dalam perancangan ini adalah sensor temperatur

dan sensor kelembapan.

Sensor Temperatur

Sensor temperatur adalah sensor yang berfungsi untuk membaca

perubahan temperatur. Perubahan temperatur yang ditangakap oleh sensor

selanjutanya dirubah menjadi besaran listrik untuk kemudian dianalisa oleh

mikrokontroler. Terdapat macam-macam sensor temperatur yang umum

digunakan, diantaranya : bimetallic strips, resistance temperature detectors

(RTDs), thermistor, thermodiodes dan transistor, dan thermocuples [5]. Yang

paling digunakan adalah sensor temperatur tipe thermodiodes dan transistor.

Thermodiodes dan Transistor

Perbedaan pada dioda semikonduktor seringkali digunakan sebagai sensor

temperatur. Saat temperatur pada permukaan semikonduktor berubah, perubahan

tersebut akan mempengaruhi eletron yang melewati lubang untuk nerdifusi

dengan proton dan neutron. Penggunaan sifat ini diterapkan pada produk sensor

temperatur LM35. Setiap perubahan 1oC diwakili oleh 10 mV/

oC. Sensor

temperatur LM35 memiliki range temperatur dari -40oC hingga 110

oC [5].

Berikut ini adalah gambar sensor temperatur LM35.

Gambar 3. Sensor Temperatur LM35 [5]

Sensor Kelembapan

Sensor yang digunakan untuk mengukur kelembaban air yang terkandung

dalam kompos.

Gambar 4. Sensor Kelembapan [6]

Komponen Penggerak

Motor Listrik

Motor listrik merupakan perangkat yang umum digunakan untuk

mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan

motor listrik dapat diaplikasikan ke perangkat-perangkat lain seperti mixer, bor

listrik dan gerinda

Secara garis besar, motor listrik dibagi menjadi dua jenis berdasarkan jenis

listrik yang digunakan untuk menggerakan motor listrik. Dalam gambar 6 dapat

dilihat klasifikasi motor listrik.

Gambar 5. Klasifikasi Motor Listrik [7]

Motor DC adalah motor listrik yang menggunakan arus searah (direct

current) pada kumparan medan untuk mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik. Motor DC terdiri 3 bagian utama untuk dapat. Ketiga bagian utama

tersebut adalah sebagai berikut:

1. Kutub medan

Kutub medan berfungsi sebagai tempat berinteraksinya kutub positif

dan negatif listrik dalam motor DC

2. Dinamo

Dinamo merupakan bagian dalam motor DC yang berupa kumparan

dan terhubung dengan poros penggerak

3. Commutator

Commutator merupakan bagoan dalam motor DC yang berfungsi

untuk membalikan arah putaran poros.

Sistem Transmisi

Gerak yang dihasilkan oleh motor listrik perlu ditransmisikan agar dapat

berguna. Dalam hal ini motor listrik digunakan untuk menggerakan pengaduk

kompos. Pengaduk kompos berfungsi untuk menjaga temperatur kompos.

Transmisi Rantai Rol

Transmisi Rantai Rantai digunakan bila letak poros saling berjauhan dan

tidak bias dijangkau transmisi roda gigi. Rantai terhubung dengan roda gigi

sproket, kemudian daya diteruskan ke poros [6]. Penggunaan transmisi rol dapat

dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Transmisi Rantai Rol [8]

Metodologi Perancangan

Mulai

Identifikasi masalah

Cari teori dasar proses pengomposan

Evaluasi terhadap kriteria teknik dan ekonomi

Spesifikasi Alat Pengompos

Tentukan fungsi dan struktur

kefungsian alat pengompos

Konsep Rancangan

Pemilihan Komponen Penggerak

Pemilihan Komponen Frame

Selesai

Per

bai

kan

/ P

enin

gk

atan

Pemilihan Controller

Pemilihan Sensor

Tata Letak Sensor

Pemrograman ControllerPembuatan Sistem Mekanik

Pemasangan Controller ke Alat Pengompos

Alat Berjalan Sesuai Keinginan ?

Desain Rancangan (CAD)

Perencanaan PengujianPelaksanaan Pengujian

Performance

Hasil Pengujian

Daftar Pustaka

[1] Fauzi, A., Darnaedi, D. and Prasetyo, L. B. 2013. Status Lingkungan Hidup

Indonesia 2012. Jakarta: Kementrian Lingkungan Hidup Republik Indonesia.

[2] Badan Pusat Statistik Jakarta. 2013. Jakarta Dalam Angka 2013/Jakarta In

Figures 2013, (Online) Desember 2013,

(http://jakarta.bps.go.id/flip/jda2013/files/assets/basic-html/page282.html),

(diakses: 20 Desember 2013).

[3] Suriadikarta, D. A. and Setyorini, D. 2007. Baku Mutu Pupuk Organik.

Bandung: Departemen Pertanian RI.

[4] Alamtani. 2013. Cara Membuat Kompos Metode Aerob dan Anaerob,

(Online), Desember 2013 (http://www.alamtani.com/cara-membuat-

kompos.html), (diakses: 20 Desember 2013).

[5] Bolton, W., 2008, Mechatronic: Electronic Control Systems in Mechanical

and Electrical Engiinering, ed, England : Pearson Education Limited.

[6] Gardenbot.org. 2014. The Soil Moisture Sensor, (Online), Januari 2014

(http://gardenbot.org/howTo/soilMoisture/how-to_moisture-sensor_small.png),

(diakses, 15 Januari 2014).

[7] Elektronika-dasar.web.id. 2014. Jenis-Jenis Motor Listrik, (Online), Januari

2014 (http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/jenis-jenis-motor-

listrik/) (diakses: 15 Jan 2014).

[8] Sularso, 1978, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Tokyo:

Association for International Technical Promotion.

Mengetahui,

Calon Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Isdaryanto Iskandar, M.Sc.

Lampiran

Gambar Rancangan Alat

Bak Penampung Air

Bak Penampung Sampah Organik

Motor Listrik

Speed Reducer

Ball Valve

Sensor Temperatur

dan Kadar Air

Poros Pengaduk Sampah Organik

Transmisi Rantai -Sprocket