MESIN PEMOTONG KRUPUK KARAK BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh M. Marizal Erik Wahyudi NIM: 612008712
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
July 2014
MESIN PEMOTONG KRUPUK KARAK BERBASIS MIKROKOTROLER
M. Marizal Erik Wahyudi Nim : 612008712
Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2014
Pembimbing : Ir. Lukas B.S., M.Sc F. Dalu Setiaji S.T, M.T
INTISARI Proses pemotongan krupuk karak yang umum digunakan pengrajin krupuk karak saat ini berbasis pada cara manual dengan memanfaatkan tenaga manusia. Pada tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan sebuah mesin pemotong krupuk karak otomatis berbasis mikrokontroler yang bertujuan mengalihkan proses pemotongan secara manual menjadi otomatis. Sistem mesin yang dibuat terdiri dari mekanik, elektronik dan antarmuka. Operator dapat menentukan ketebalan potongan krupuk karak melalui antarmuka penampil LCD dan tombol-tombol masukan. Perintah dari antarmuka selanjutnya diproses bagian elektronik yang terdiri dari untai-untai elektronik dan mikrokontroler. Bagian mekanik yang menopang bahan adonan krupuk karak dikendalikan keluaran elektronik untuk memotong dan mengatur ketebalan hasil potongan krupuk karak. Berdasarkan pengujian, mesin yang dibuat dapat memotong hingga 60 kg/jam krupuk karak dengan ketebalan potongan yang dapat divariasikan dari 2 - 10 mm dengan jangkah 1 mm. i
KARAK CRACKERS CUTTING MACHINE BASED ON MIKROKONTROLLER
M. Marizal Erik Wahyudi 612008712
Electronic and Computer Engineering Department Satya Wacana Christian University Salatiga 2014
Preceptor : Ir. Lukas B.S., M.Sc F. Dalu Setiaji S.T, M.T
ABSTRACT Karak crackers cutting process that commonly used by karak crackers craftsmen today based on manual way using human power. This thesis purpose is to design and build an automatic karak crackers cutting machine based on microcontroller, aim to diverting manual cutting process becomes automatic. This machine system consists of mechanical, electronic and user interface part. Operator determine the thickness of the karak crackers pieces by user interface part using LCD viewer and inputs keypad. Command from this user interface is processed further by electronic part comprising electronics circuits and microcontrollers. Mechanical parts that sustains karak cracker material controlled by electronic part to cut and adjust the thickness of the pieces karak cracker result. Based on measurement, the machine that have been made can cut up to 60 kg/hr karak cracker with thickness that can be varied from 2 - 10 mm with 1 mm accuracy.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Yesus Kristus atas kasih karunia yang diberikan sehingga penulis bisa mengerjakan skripsi dengan baik, penyertaan-Mu sungguh ada dan nyata dalam pengerjaan skripsi ini. 2. Ayah saya M. Waluyo, ibu saya N. Yayak Wiyatni, yang selama ini memberi kasih sayang lebih buat saya, dan membuat saya selalu punya semangat untuk maju dan menjadi lebih baik lagi dari sebelumnya. 3. Bapak Ir. Lukas B.S., M.Sc . dan Bapak F. Dalu Setiaji S.T, M.T. selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingannya, dan mendengarkan keluh kesah saya selama pengerjaan skripsi ini. 4. Om A Yen sebagai Mahaguru mekanik yang telah menggajarkan saya bagaimana cara membuat mesin ini dengan halus dan bekerja dengan baik. 5. Seluruh staff dosen, karyawan. 6. Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak Vera, yang membantu saya dalam bidang administrasi dan syarat2. 7. Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, dan Mas Hari. Terutama Pak Harto yang telah menjadi guru saya dalam hal menyolder. 8. Teman-teman Lab XT semuanya terimakasih banyak, Team Dota Lab XT yang selama ini menemani saya dalam masa – masa sulit. Terutama Dhika Muftia. ST yang banyak membantu dalam berbagai macam kendala yang ada dalam pengerjaan skripsi ini. 9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. iii
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Oktober 2014
Penulis
iv
DAFTAR ISI
INTISARI............................................................................................................................ i ABSTRACK ....................................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................................................ iii DAFTAR ISI....................................................................................................................... v DAFTAR TABEL............................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii BAB I
PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2. Spesifikasi Alat ......................................................................................... 2 1.3. Sitematika penulisan ................................................................................. 3
BAB II
SISTEM MESIN PEMOTONG KRUPUK KARAK......................................... 4 2.1. Gambaran Mesin Pemotong Krupuk Karak.............................................. 4 2.2. Sistem Kerja Mesin Pemotong Krupuk Karak.......................................... 5 2.3. Komponen Pembentuk Sistem .................................................................. 8
BAB III PERANCANGAN SISTEM............................................................................... 10 3.1. Perancangan Mekanik ............................................................................... 10 3.1.1. Gambaran Perancangan Mekanik.................................................. 11 3.1.2. Meja............................................................................................... 12 3.1.3. Piringan Pisau Pemotong .............................................................. 13 3.1.4. Loyang........................................................................................... 14 3.1.5. Mekanik Penggerak ....................................................................... 15 3.2. Perancangan Elektronik ............................................................................ 17 3.2.1. Motor AC ...................................................................................... 17 3.2.2. Motor Stepper................................................................................ 18 3.2.3. Driver Motor Stepper .................................................................... 20 v
3.2.4. Sensor ............................................................................................ 22 3.2.5. Mikrokontroler dan Antarmuka Pengguna.................................... 25 3.3. Perancangan Perangkat Lunak .................................................................. 26 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ......................................................................... 28 4.1. Pengujian Kapasitas Produksi ................................................................... 28 4.2. Pengujian Ketebalan Hasil Potongan Krupuk Karak ................................ 34 BAB V
PENUTUP .......................................................................................................... 39 5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 39 5.2. Saran Pengembangan ................................................................................ 40
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 41
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Proses Manual Pemotongan Krupuk Karak ................................................ 1
Gambar 2.1.
Gambaran Keseluruhan Mesin Pemotong Krupuk Karak ........................... 4
Gambar 2.2.
Motor AC .................................................................................................... 5
Gambar 2.3.
Motor Terhubung Ulir ................................................................................. 6
Gambar 2.4.
Putaran Motor dan Ulir ............................................................................... 6
Gambar 2.5.
Pemasangan Sensor ..................................................................................... 7
Gambar 2.6.
LCD dan Keypad......................................................................................... 8
Gambar 3.1.
(a) Mekanik Keseluruhan (b) Mekanik Piringan Pisau Pemotong (c) Mekanik Loyang (d) Mekanik Penggoyang Loyang................................... 10
Gambar 3.2.
Keseluruhan Mekanik Mesin Pemotong Krupuk Karak ............................. 11
Gambar 3.3.
(a) Mesin Tampak Depan (b) Mesin Tampak Samping (c) Mesin Tampak Belakang (d) Mesin Tampak Atas............................................................... 12
Gambar 3.4.
Mekanik Meja ............................................................................................. 13
Gambar 3.5.
Piringan Pisau Pemotong ............................................................................ 13
Gambar 3.6.
Loyang......................................................................................................... 14
Gambar 3.7. Loyang Tampak Dalam ............................................................................... 15 Gambar 3.8.
Mekanik Penggoyang Loyang..................................................................... 16
Gambar 3.9.
Mekanik Pemutar Piringan Pisau Pemotong ............................................... 17
Gambar 3.10. Kiri Motor AC ½ HP, Kanan Motor AC ¼ HP ........................................... 18 Gambar 3.11. Motor Stepper.............................................................................................. 18 Gambar 3.12. Pengkabelan Motor Stepper ........................................................................ 19 Gambar 3.13. Untai Driver Motor Stepper ........................................................................ 21 Gambar 3.14. (a) Bagian penyusun sensor opto interupter (b) Sensor opto interupter ITR96608-F (c) Untai sensor opto interupter.............................................. 22 Gambar 3.15. (a) Letak sensor 1 (b) Letak sensor 2 (c) Pemasangan sensor 1 (d) Pemasangan sensor 2................................................................................... 24
vii
Gambar 3.16. Untai Mikrokontroler ATMega8535 ........................................................... 26 Gambar 3.17. Diagram alir program mesin pemotong krupuk karak ................................ 27 Gambar 4.1.
(a) Ukuran Awal .......................................................................................... 28
Gambar 4.1.
(b) Tatanan 5 Deret ..................................................................................... 29
Gambar 4.1.
(c) Berat Awal Bahan Krupuk Karak ......................................................... 29
Gambar 4.2.
(a) Hasil Potongan 2 mm............................................................................. 30
Gambar 4.2.
(b) Keseluruhan Hasil Potongan ................................................................. 30
Gambar 4.2.
(c) Berat Hasil Potongan Dengan Baki ....................................................... 31
Gambar 4.2.
(d) Berat Baki .............................................................................................. 31
Gambar 4.3.
(a) Letak (b) ukuran (c) berat sisa potongan ............................................... 32
Gambar 4.4.
Total waktu proses pemotongan. Gambar atas = total waktu pemotongan (waktu memotong + mundur). Gambar bawah = waktu pemotongan ........ 33
Gambar 4.5.
(a) Hasil Potongan 2 mm (b) Hasil Potongan 3 mm ................................... 34
Gambar 4.5.
(c) Hasil Potongan 4 mm (d) Hasil Potongan 5 mm ................................... 35
Gambar 4.5.
(e) Hasil Potongan 6 mm (f) Hasil Potongan 7 mm .................................... 35
Gambar 4.5.
(g) Hasil Potongan 8 mm (h) Hasil Potongan 9 mm ................................... 36
Gambar 4.5.
(i) Hasil Potongan 10 mm ........................................................................... 36
Gambar 4.6.
Pengujian variasi ketebalan potongan (a) 15 mm (b) 20 mm ............................. 37
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Tabel logika gerak motor stepper dengan cara 2 phasa [2].............................. 20
vi
