tugas ekonomi teknik (laporan studi kasus perancangan alat pencuci mobil otomatis)
TRANSCRIPT
TUGAS EKONOMI TEKNIK
LAPORAN STUDI KELAYAKAN PERANCANGAN
ALAT PENCUCI MOBIL OTOMATIS BERBASIS
ATMEGA UNTUK PERSAHAAN CAR WASH
AHMAD FAHRIJAL
18412449
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS GUNADARMA
2015
BAB I
A. LATAR BELAKANG USAHA
Di abad 21 ini dimana setiap orang dituntut untuk memiliki keahlian,
ketrampilan dan juga kreatifitas sebagai nilai jual lebih pada dirinya untuk
mendapatkan pekerjaan yang menjanjikan sesuai dengan ilmu dan bidangnya
masingmasing. Apalagi sekarang ini dunia bisnis sudah menggunakan alat-alat
teknologi dan informasi teknologi untuk memudahkan akses dan juga operasi
usahanya. Terlihat sekarang ini seperti usaha manufaktur yang dulunya masih
menggunakan cara tradisional yaitu masihmenggunakan sebagian besar tenaga
manusia dan sekarang sudah tergantikan oleh mesin-mesin yang canggih dengan
kemampuan memproduksi berkali-kali lipat daripada menggunakan tenaga manusia.
Contoh lainnya seperti menjamurnya internet yang memberikan berbaga iinformasi
tanpa batas.Untuk itu diperlukan pengetahuan yang luas tentang teknologi. Dengan
pergeseran budaya dari menggunakan tenaga manusia menjadi tenaga mesin-mesin
dan juga informasi teknologi, sehingga orang-orang yang tidak memiliki keahlian,
keterampilan dan juga kreatifitas sebagai nilai jualnya akan tersingkir atau mengalami
pemutusan hubungan kerja bagi mereka yang sudah mendapatkan pekerjaan atau
menjadi pengangguran bagi mereka yang sedang mencari pekerjaan. Semakin
tingginya angka pengangguran di Indonesia selain karena kualitas sumber daya
manusianya yang rendah juga disebabkan lebih sedikitnya jumlah lapangan pekerjaan
dibandingkan jumlah tenaga kerja yang ada. Di Indonesia sudah banyak berdiri
universitas-universitas yang dapat menghasilkan sumber daya manusia yang siap
untuk terjun ke dunia kerja. Dengan jumlah universitas yang ada saat ini calon-calon
tenaga kerja yang dihasilkan sangat banyak sedangkan pertumbuhan lapangan
pekerjaan tidak sebanding. Apalagi ditambah harus bersaing dengan calon te naga
kerja asing dengan kualitas yang berbeda.
BAB II
LANDASAN TEORI
Kebutuhan akan perangkat kendali-terintegrasi dalam dunia industri atau
kehidupan sehari-hari semakin menunjukan peningkatan yang signifikan. Hal ini tidak
terlepas dari keinginan masyarakat industri maupun masyarakat umum untuk
memiliki sistem yang dapat dengan mudah dirancang dan dioperasikan, serta mampu
memecahkan permasalahan-permasalahan yang muncul dalam proses implementasi
suatu sistem yang dikehendaki. Dengan kondisi yang demikian dinamis sudah
seharusnya produsen perangkat kendali menigkatkan produksinya baik secara
kuantitatif maupun kualitatif.
Mikrokontroler sebagai salah satu perangkat kendali- terintegrasi telah mampu
merespon secara positif kondisi tersebut. Produk-produk mikrokontroler memang
dirancang untuk memenuhi kebutuhan masyarakat umum maupun industri rumahan.
Kelebihan yang dimiliki oleh mikrokontroler adalah ukurannya yang kompak namun
dapat menangani objek masukan-keluaran yang variatif, selain itu harganya
cenderung murah dan mudah didapat.
Dengan adanya peningkatan produksi mobil melesat tahun 2008 ini mengakibatkan
jumlah lapangan perkerjaan dalam bidang pencucia mobil semakin diminati, dengan
pembayaran yang realatif mahal dan waktu lama dalam hal pelayana n. Selain
menggunakan peralatan yang serba mahal mengisyaratkan hanya kalangan atas saja
yang menikmati fasilitas ini. Dengan kondisi seperti itu, dan agar masyarakat dapat
menikmatu bahkan menciptakan lapangan kerja yang terjangkau, maka terciptalah
alat simulasi pencuci mobil otomatis dengan menggunakan Mikrokontroler AVR
ATEMGA8535 yang lebih murah dan efisien.
1. MIKROKONTROLER
Mikrokontroler adalah suatu IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program
(ROM) serta memory serba guna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler
yang memiliki fasilitas ADC, PLL, dan EEPROM dalam satu kemasan. Pengggunaan
mikrokontroler dalam bidan kontrol sangat luas dan popular.
Perusahaan yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Atmel,
Philips, Xeremics dan lain- lain. Dari beberapa perusahaan tersebut yang paling
popular digunakan adalah mikrokontroler buatan Atmel. Mikrokontroler AVR ( Alf
and Vegard;s Risc prosesor) memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua intruksi
dikemas dalam kode 16-bit. Dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus
clock, berbeda dengan intruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu
saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memilik arsitektur yang
berbeda.
AVR berteknologuu RISC (Reduce Instruction Set Computing), Sedangkan seri MCS
51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR
dapat di dikelompokan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga Attiny, Keluarga AT90Sxx,
Keluarga ATMEGA, dan AT86RFxx.
2. IC LM 358
LM 358 suatu IC, dengan 2 input (inverting dan not- inverting). IC ini berfungsi
sebagai comparator atau pembanding.
Ic ini akan membandingkan tegangan reverse pada fotodioda yang diumpankan pada
masukan tak membalik dengan tegangan referensi yang diumpankan pada masukan
membalik IC tersebut. Saat terhalang maupun pada saat tak terhalang. IC ini memiliki
dua gerbang Op-Amp yang difungsikan sebagai penguat di setiap gerbangnya, Op-
Ammp adalah istilah penguat operasional yang awalnya dikenal dalam bidang
elektronika analog dan biasanya digunakan untuk operasi-operasi aritmatik seperti
penjumlahan, integrasi dan lain- lain. Op-Amp merupakan sebuah penguat tegangan
DC diferensial yang memiliki karakteristik ideal sebagai berikut:
a. Lebar pita yang tak-berhingga
b. Impedansi masukan yang tak-berhingga
c. Impedansi Keluaran sama dengan nol
Op-Amp memiliki dua masukan, perbedaan di antara keduanya adalah :
1) Jika sinyal masukan non- inversi atau positif (+) maka keluarannya sefase
dengan masukannya. Jika masukannya positif begitu juga dengan keluarannya
2) Jika sinyal melalui masukan inversi atau negatif(-) maka keluarannya berbeda
fase 180o(out of phase 180o) atau setengah siklus. Jika sinyalnya positif maka
keluarannya menjadi negatif (di inversi).
1. Transistor
Transistro adalah sebuah komponen aktif yang telah kita kenal baik sebagai
penguat, sumber arus maupun sebagai switch/saklar. Pada umumnya transistor
memiliki 3 kaki. Ketiga elemen kaki tersebut disebut sebagai pemancar (emitter),
Basis (base), dan Pengumpul (collector). Emitor berfungsi sebagai pengemisi
elektron-elektron dan juga sebagai pintu masuk arus + (positif).
Kolektor berfungsi menyalurkan elektron-elektron tersebut keluar dari transistor, juga
sebagai pintu keluarnya hasil pengolahan transistor yang berupa frequensi dan getaran
listrik satu fasa.
Sedangka basis mengatur gerakan elektron dari emitor yang keluar melalui kaki
kolektor dan juga sebagai kemudi atau pengendali da sebagai pintu asukan signal.
Transistor dibagi 2 jenis, yaitu NPN dan PNP yang dibedakan berdasarkan pemberian
polaritas untuk mengaktidkannya.
a. Transistor jenis NPN :
1) Kolektor mendapat tegangan lebih positif dari emitor
2) Basis mendapat tegangan lebih positif dari emitor
3) Kolektor mendapat tegangan lebih positif dari basis
b. Transistor jenis PNP ;
1) Kolektor mendapat tegangan lebih negatif dari emitor
2) Basis mendapat tegangan lebih negatif dari emitor
3) Kolektor mendapat tegangan lebih negatif dari basis
Transistor sebagai saklar :
Cara termudah menggunakan transistor adlah sebagai sebuag saklar artinya bahwa
kita mengoperasikan transistor pada titik penjenuhan yang disebut juga perpotongan
dari garis beban dan kurva Ib=Ib
4. Dioda Inframerah
LED Inframerah merupakan piranti semikonduktor khusus yang dirancang
untuk memancarkan cahaya apabila arus melaluinya. Apabila di beri bias maju, energi
elektron yang mengalir melewati tahanan sambungan di ubah langsung menjadi
energi cahaya. Karena LED adalah dioda, maka arus hanya akan mengalir apabila
LED dihubungkan bias maju.
Keuntungan dari LED ini ialah dapat memancarkan cahaya yang menyebar,
lurus dan memantul. Cahaya inframerah walaupun mempunyai panjang gelombang
yang sangat panjang, tetapi tidak dapat menembus bahan-bahan yang melewatkan
cahaya tampak, sehingga cahaya infra merah mempunyai karakteristik seperti halnya
cahaya yang tampak oleh mata.
5. Dioda Foto
Fotodioda secara umum bekerja pada tegangan 0,7V dan 0,3V. ada dua aliran
arus pada dioda yaitu forward bias dan reverse bias, fotodioda merupakan salah satu
jenis dioda yang kerja dipengaruhi intesitas cahaya, yang terpenting pada fotodioda
untuk arus kecil yang melewati fotodioda sewaktu reverse bias adalah bahwa arus ini
sebanding dengan cahaya apabila tegangan ditahan konstan.
6. Relay
Relay merupakan rangkaian yang bersifat elektronis sederhana yang tersusun
oleh saklar, medan elektromagnet (kawat koil), dan poros besi. Cara kerja relay yaitu
ketika arus listrik mengalir melalui koil, menjadi medan magnet di sekitarnya yang
merubah posisi saklar sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar.
Relay biasanya hanya satu kumparan, tetapi relay dapat memiliki beberapa kontak.
Kontak normally open dan kontak normally close tergantung pada jumlah kutub saja,
kontal normally open akan membuka ketika tidak ada arus yang mengalir pada
kumparan akan tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantar arus atau
diberi tenaga. Sedang kontal normally close akan tertutup bila kumparan tidak diberi
daya dan membuka ketika kumparan diberi daya.
7. Motor Dc
Motor DC adalah motor yang menggunakan sumber tegangan searah.
Terdapat beberapa jenis motor Dc yang tersedia, diantaranya motor DC dengan koil
medan dan motor Dc dengan magnet permanent. Motor DC dengan koil medan
membutuhkan arus yang lebih besar dari motor magnet permanent untuk mengatur
medan magnet pada koil magnet.
Oleh karena itu, koil medan mempunyai rentangan kecepatan yang lebih luas dan torsi
yang lebih besar. Motor DC magnet permanent tidak dapat mengubah besarnya
medan magnet sehingga rentang torsi dan kecepatannya kecil.
BAB III
PEMBUATAN ALAT
Pada pembuatan alat pencucian mobil otomatis dilakukan beberapa tahapan, tahap
pertama yaitu pembuatan rancangan keras yang meliputi pembuatan mekanik,
pembuatan rangkaian kontrol, dan tahap kedua yaitu perancangan perangkat lunak
yang meliputi penentuan port yang digunakan, program yang digunakan, dan
pembuatan program.
1. PEMBUATAN PERANGKAT KERAS
a. Mekanik
Pada pembuatan mekanik, bahan dasar yang digunakan adalah acrilyc sebagai badan
alat tersebut dan alumunium sebagai konveyer, yang berfungsi sebagai penempatan
dari rangkaian kontrol, motor dc, dan pompa air.
b. Rangkaian
Rangkaian yang digunakan terdiri dari input, proses dan output, untuk rangkaian input
menggunakan sensor infrared, untuk rangkaian proses menggunakan sistem minimum
AVR ATMEGA8535, dan pada rangkaian output berupa driver motor.
1). Rangkaian Input
Rangkaian input dari alat ini menggunakan sensor infrared dan photodioda, dimana
saat infrared tidak terkena cahaya maka rangkaian sensor akan bekerja. Begitu juga
sebaliknya jika infrared terkena cahaya makan rangkaian tidak akan bekerja. Sensor
ini bekerja melalui perubahan tegangan yang berasal dari input untuk kemudian
tegangan tersebut dibandingkan dengan komparator dengan sebuah nilai tegangan
refrensi pada multitune,
2). Rangkaian Proses
Rangakaian proses alat ini menggunakan sistem minimum AVR ATMEGA8535 yang
berfungsi untuk menerima data. Input yang diterima berasal dari sensor yang dipakai
kemudian datanya diolah untuk kemudian dikirim ke output (motor DC).
3). Rangakaian Output
Rangkaian output pada alat pencuci mobil otomatis ini menggunakan driver motor
yang menggunakan relay dan driver pompa. Tegangan yang dipergunakan dalam
rangkaian driver motor ini antara 11-12 VDC
c. Penentuan port
Penentuan port yang akan dipakai sangat penting sebelum membuat program, yang
bertujuan sebagai masukan dari sensor dan keluaran untuk penggerak atau motor DC.
Jumlah port yang dipakai pada mikrokontroler ATMEGA8535 hanya 2 port saja,
yaitu port A dan port C
1). Port A
Port A digunakan untuk input sensor infrared dan photodioda yang berfungsi sebagai
pendeteksi adanya mobil yang masuk pada blok-blok pencuci mobil otomatis, adapun
blok-blok tersebut dapat dilihat pada gambar.
2). Port C
Port C digunakan sebagai keluaran untuk menggerakan motor DC, yang didapatkan
dari masukan sensor, kemudian diproses oleh mikrokontroler dan memberikan logika
High.
2. PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK
a. Perancangan Program
Program yang digunakan sebagai pemogram Simulasi pencuci mobil otomatis
berbasis mikrokontroler AVR Atmega8535 adalahh code vision AVR C dimana
proses pembuatan program tersebut terdiri dari :
1). Inisiasi
Inisiasi merupakan bagian dari program utama yang berfungsi untuk melakukan
persiapan penggunaan port-port yang akan dipakai supaya program yang dibuat dapat
menggerakan suatu sistem yang dirancang untuk penginisiasian port masukan dan
port keluaran. DI bawah ini adalah potongan dari program utama untuk inisiasisi
Init:
Inisiasi : #include<mega8535.h>
#include<delay.h>
Port Input yang digunakan : PORTA=Ox00;
DDRA=0x00;
Port Output yang digunakan : PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
Pada inisiasi di atas, yaitu berdasarkan kebutuhan. Pada rancangan simulasi pencuci
mobil otomatis hanya dibutuhkan delay saja. Sedang untuk port yaitu 1 port untuk
input dan 1 port lagi untuk output.
Dari program yang dibuat dapat diketahuin bahwa untuk mengaktifkan
simulasi pencuci mobil otomatis ini adalah sensor 1 harus aktif dengan berjalannya
mobil melewati sensor 1 maka konveyer akan bekerja. Ketika mobil melewati sensor ,
pompa air bersih akan bekerja selama 5 detik. Setelah 5 detik pompa akan berhenti
bekerja. Mobil berjalan dan menghalangi sensor 3, menyebabkan air sabun bekerja
selama 5 detik, setlah 5 detik maka pompa air sabun akan berhenti bekerja.
Saat mobil melewati sensor 4 makan sikat pembersih 1_2 akan bekerja selama 7
detik, setelah 7 detik sikat akan berhenti bekerja. Mobil berjalan dan menghalangi
sensor 5 yang menyebabkan pompa air bersih bekerja selama 7 detik, setelah 7 detik
makan pompa akan berhenti bekerja. Konveyer akan membawa mobil untuk
menghalangi sensor 6, dan kipas 1_2 akan bekerja selama 7 detik, setelah 7 detik
maka kipas akan berhenti bekerja, dan konveyer akan berjalan menghantar mobil
keluar dari area pencucian mobil. Begitu seterusnya, program ini akan mengulang
terus menerus dan akan berhernti bila rangkaian di offkan.
BAB IV
PEMBAHASAN
1. SPESIFKASI ALAT
Simulasi pencuci mobil otomatis berfungsi untuk mencuci mobil secara
otomatis. Dengan mekanik yang terbuat dari acrylic dan alumunium. Sedangkan
sensor yang dipakai hanya menggunakan sensor infrared dn photodioda yang
berdasarkan kondisi gelap dan terang dengan tegangan yang dibutujan 5VDC, untuk
penggeraknya di menggunakan driver motor DC dengan tegangan 12VDC. Dari input
dan output yang dipakai tentunya melalui sebuah pemproses yang dilakukan oleh
mikrokontroler AVR ATMEGA8535 yang dialiri tegangan 5VDC. Arus yang
mengalir sebesar 3A untuk mensuplai rangkaian masukan, pemproses dan keluaran.
Sedang pompa air bekerja dengan tengangan 220VAC.
Ukuran pada mekanik pencuci mobil otomatis tersebut mempunyai panjang
120cm, lebar 30cm, dan tinggi 20cm. tiap blok alat ini mempunyai panjang 20cm
lebar 30cm dan tinggi 30cm.
Dari hasil pembuatan dan pengujian diperoleh bahwa simulasi pencuci mobil
otomatis berbasis mikrokontroler AVR ATMEGA dapat mendeteksi mobil masuk
pada area pencuci mobil, dan membawa mobil pada konveyer secara otomatis pada
penyemprotan air bersih selama 5 detik, penyemprotan air sabun selama 5 detik,
memutar sikat selama 5 detik, penyemprotan air bersih selama 7 detik dan terakhir
pada pemutaran kipas selama 7 detik.
BAB V
A. Kesimpulan
1) alat mampu menjalankan 6 sensor infrared dan photodioda yang
menggerakkan output driver motor dc, motor pompa air, dan kipas dc.
2) alat dapat menyelesaikan object sesuai standart pencucian mobil pada
umumnya Memiliki alat pemroses yang lebih murah dan terjangkau
masyarakat
3) Untuk mengubah gerakan pada simulator, cukup mengubah listing program
yang telah dibuat, tampa harus merubah rangkaian.
B. Saran
1) Pengembangan lebih lanjut terhadap simulasi pencuci mobil otomatis berbasis
mikrokontroler AVR Atmega8535 sangat disarankan untuk menggunakan
sensor yang lebih sensitif seperti sensor photo electric agar lebih mudah
pengaturannya dan pasti
2) Apabila menggunakan sensor infrared dengan photodioda lebih dianjurkan
apabila photodioda diganti menggunakan led super bright karena jarak pantul
infrared lebih panjang di bandingan photodioda,
3) Pada pembuatannya sertakan pembuangan limbah agar tidak terjadi hubung
singkat apabila system sedang bekerja.
Daftar Pustaka
Atmel, 2006, 8-bit mikrokontroler with 8k bytes flash, AVR Atmega8535.
Atmel, 2005, AVR Atmega8535 primer, Application note.
Sumber:
https://jurnalelekt ronika.wordpress.com/2009/01/13/simulasi-pencuci-mobil-otomatis-berbasis-
mikrokontroler-avr-atmega8535/