142
Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, Vol.I, No.2, Oktober 2013, 142-149
Mesin Pengupas Apel Otomatis Muhammad Randi1) , Jupri Yanda Zaira2) 1,2
Program Studi Teknik Mekatronika Politeknik Caltex Riau, Email:
[email protected]
Abstrak Pada saat ini banyak industri rumah tangga yang sedang berkembang, satu diantaranya berkecimpung dalam usaha manisan buah contohnya buah apel. Usaha ini pastinya akan mengolah buah apel agar menjadi keadaan siap saji. Salah satu prosesnya adalah pengupasan kulit buah, maka dirancanglah sebuah mesin yang otomatis untuk melakukan proses tersebut. Mesin ini menggunakan pisau yang didesain khusus agar mampu mengupas kulit buah apel mengikuti kontur buah tersebut. Mesin ini menggunakan 1 motor DC sebagai pemutar buah apel dan 1 motor DC parabola sebagai penggerak pisau pengupas buah apel . Relay digunakan untuk mengatur kinerja sekuensial dari alat ini agar sesuai dengan keadaan yang diinginkan. Dengan menggunakan alat ini proses pengupasan sebuah apel dapat diselesaikan dengan waktu rata-rata 28 detik dan berat apel yang terbuang sekitar 1,775 gram. Mesin ini masih belum terlalu efektif karena masih banyak bagian apel yang terbuang dan ada bagian apel yang belum terkupas juga. Untuk itu pada pengembangan selanjutnya perlu ada perbaikan dari segi mekanik pisau pengupasnya. Kata kunci: Pengupas apel, motor DC, relay, pisau
Abstract The process of stripping the skin of apples conventionally generally take a long time, then designed a machine that automated the process. This machine uses blades specially designed to be able to peel apples follow the contours of the fruit. This machine uses a DC motor to spin the apple and a DC parabola motor for the apple peeler knife. Relay is used to set the sequential performance of the tool to fit the desired state. The process of using these tools is put the apple at the awl then operate the tool, then the blade will move forward and backward to peel apples. By using this tool an apple stripping process can be completed with an average time of 28 seconds and the weight of an apple is wasted around 21.5 grams. Keywords: Apple peeler, DC motor, relay, blades
1
Pendahuluan
Satu diantara proses pengupasan buah-buahan seperti buah apel untuk industri rumah tangga (home industry) contohnya usaha manisan buah apel. Merupakan suatu usaha yang dapat dilakukan dengan suatu alat yang tercipta dari sebuah pengembangan teknologidan kreatifitas manusia. Banyak industri rumah tangga saat ini masih menggunakan tenaga manual atau mengupas secara manual yaitu menggunakan tangan untuk mengupas buah apel tersebut. Proses manual ini biasanya memakan waktu yang lama dan juga cukup berbahaya yang dapat melukai tangan pekerja saat melakukan pengupasan, karena tangan pekerja berhadapan langsung dengan pisau yang tajam saat melakukan pengupasan, disamping itu kualitas hasil kupasan buah kurang sempurna, dan hasil kupasan buah kurang higienis. Dikarenakan beberapa alasan tersebut maka dirancang sebuah mesin yaitu “Mesin Pengupas Buah Apel Otomatis” dimana nantinya diharapkan proses pengupasan buah apel dapat menjadi lebih efektif dan efisien. Diharapkan dengan adanya mesin ini dapat membuat produksi dari industri rumah tangga tersebut menjadi lebih maksimal, dengan waktu yang sama dapat dihasilkan jumlah produksi yang lebih banyak, dan lebih aman bagi pekerja, karena yang melakukan pengupasan buah apel adalah mesin ini, sehingga pekerja tidak perlu berhadapan langsung dengan pisau yang dapat melukai pekerja, dan juga hasil kupasan kulit lebih baik dengan mendapat bentuk buah yang serasi, hasil kupasan yang maksimal (ketebalan kupasan kulit yang pas) dan hasil yang lebih higienis.
Mesin Pengupas Apel Otomatis
2
Metodologi
2.1
Perancangan Sistem
143
Segala sesuatu yang akan dibuat harus dirancang dengan sebaik – baiknya yang berguna untuk mempermudah dan memperlancar proses pembuatannya. Oleh karena itu, pengerjaan proyek akhir ini harus melalui tahap ini. Ada beberapa tahap dalam proses perancangan alat ini. Dalam perancangan suatu sistem, dibutuhkan suatu blok diagram yang dapat menerangkan sistem secara keseluruhan agar sistem yang dibuat dapat menjalankan fungsi sebagaimana yang diinginkan.
Gambar 1 Blok Diagram
2.2
Perancangan Mekanik dan Pembuatan Mekanik
Perancangan mekanik secara keseluruhan terlebih dahulu di desain dengan menggunakan shoftware Solid Work. Setelah desain dibuat, selanjutnya dilakukan pembuatan mekanik dan di assembli dengan lengkap sehngga menjadi sebuah mesin pengupas buah apel. Desain dan hasil mesin dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 Perancangan mekanik dan hasil pembuatan mesin pengupas apel
Keterangan : 1. Rangka 2. Base Pisau Pengupas 3. Tusukan Apel 4. Kotak rangkaian 5. Pisau Pengupas 6. Penggerak Base Pengupas Base pisau pengupas:
Gambar 3 Perancangan dan hasil pembuatan Base Pisau Pengupas
144
Muhammad Randi dan Jupri Yanda Zaira
Base pisau pengupas ini adalah bagian untuk meletakkan pisau pengupas yang nantinya akan bergerak maju dan mundur menuju tusukan apel. Base pisau pengupas ini akan dicat agar terhindar dari karat. Tusukan apel:
Gambar 4 Perancangan dan hasil pembuatan tusukan apel
Tusukan apel ini berfungsi untuk meletakkan dan memutar apel sehingga apel dapat dikupas kulitnya. Tusukan apel ini kemudian dilapis krom agar terhindar dari karat dan apel aman dikonsumsi setelah diletakkan di tusukan apel ini. Pisau pengupas:
Gambar 5 Perancangan dan hasil pembuatan pisau pengupas
Pisau pengupas ini dibuat dengan menggunakan handle rem sepeda ditambahkan pisau pengupas yang dijual umum yang kemudian dibengkokkan menjadi cembung terhadap apel dan kemudian diberikan pembatas dibelakang pisau tersebut dengan alumunium yaitu dengan pembatas 0,5m, 1mm, 1,5mm, 2mm, dan 2,5mm. Penggerak Base Pengupas:
Gambar 6 Penggerak base pengupas
Mesin Pengupas Apel Otomatis
145
Penggerak base pengupas ini adalah bagian dari selongsong motor parabola yang bergerak maju dan mundur yang kemudian dipotong kemudian dilaskan 4 buah besi plat dan kemudian akan dipasangkan ke base pengupas sehingga pengupas dapat bergerak maju dan mundur sesuai dengan pergerakan motor parabola. 2.3
Perancangan Elektronik
Untuk perancangan elektronik terbagi menjadi 3 rangkaian yaitu rangkaian penyearah arus AC menjadi DC sebagai power supply, rangkaian sekuensial kinerja alat pengupas apel otomatis, dan jembatan H sebagai pengatur bolak-balik arah motor pengupas. Perancangan rangkaian penyearah ini menggunakan 2 transformator yaitu transformator 2A untuk supply rangkaian sekuensial dan motor pemutar apel dan transformator 5A untuk supply motor parabola yang bekerja sebagai penggerak pisau pengupas apel. Untuk rangkaian supply 12VDC diambil dari transformator 2A dan digunakan output 15V kemudian disearahkan dengan dioda yang kemudian digunakan IC regulator 7812 agar tegangan outputnya pas di 12VDC sedangkan supply yang 32VDC langsung diambil dari output transformator 5A 32V yang kemudian disearahkan menggunakan dioda dan tanpa menggunakan IC regulator karena tidak tersedianya IC regulator voltase tersebut.
Gambar 7 Skematik penyearah
2.4
Perancangan Rangkaian Sekuensial
Perancangan rangkaian sekuensial ini adalah rangkaian penetu agar kinerja alart dapat berjalan seperti yang diharapkan. Digunakan 4 buah relay 12VDC diantaranya 3 buah relay dengan 4 common dan 1 buah relay dengan 2 common.
Gambar 8 Rangkaian Sekuensial
146
Muhammad Randi dan Jupri Yanda Zaira
3
Hasil dan Pembahasan
3.1
Pengujian Ketebalan Pengupasan Kulit Apel Tabel 1
No.
Hasil Pengujian Ketebalan Pengupasan Kulit Apel Pisau 2 mm
Berat Sebelum Berat Dikupas
Dikupas
Sesudah Berat Kulit yang Terkupas
Ketebalan Kulit yang Terkupas
1
165 gram
15 gram
1,8 mm
15 gram
1,9 mm
20 gram
2,1 mm
15 gram
1,8 mm
15 gram
1,8 mm
16 gram
1,88 mm
155 gram 2
175 gram 160 gram 3
175 gram 155 gram 4
175 gram 160 gram 5
180 gram 165 gram Rata- 174 gram
159 gram
rata Seperti yang dapat dilihat dari tabel di atas, hasil kupasan menggunakan pisau 2mm menghasilkan hasil kupasan yang cukup konstan dan cukup mendekati dari keinginan penulis yaitu kupasan yang terjadi 2mm. Dari data tabel diatas dapat dicari nilai error (penyimpangan nilai dari yang diinginkan) yaitu : Err = |hasil-target/target|x100% = |1,88-2/2|x100%
Mesin Pengupas Apel Otomatis
147
= 6% Error yang dihasilkan oleh alat ini menggunakan pisau 2mm adalah 6% . Sedangkan saat alat menggunakan pisau 2,5mm data hasil kupasan yang didapatkan oleh penulis dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 2
No.
Berat
Tabel Pengujian Lama Proses Pengupasan Kulit Apel Pisau 2,5 mm
Sebelum Berat
Dikupas
Sesudah Berat Kulit yang
Dikupas
Terkupas
Ketebalan Kulit yang Terkupas
1
160 gram
35 gram
2,9 mm
25 gram
2,4 mm
35 gram
3 mm
35 gram
2,9 mm
35 gram
2,8 mm
27 gram
2,8 mm
125 gram 2
160 gram 135 gram 3
155 gram 120 gram 4
165 gram 130 gram 5
155 gram 120 gram Rata- 159 gram
126 gram
rata Dari data tabel diatas dapat dicari nilai error (penyimpangan nilai dari yang diinginkan) dari menggunakan pisau 2,5mm yaitu : Err = |hasil-target/target|x100% = |2,8-2,5/2,5|x100%
148
Muhammad Randi dan Jupri Yanda Zaira
= 12% Error yang dihasilkan oleh alat ini saat menggunakan pisau 2,5 mm adalah 12% dari target yang diinginkan. Dari kedua tipe pisau (2mm dan 2,5mm) yang memiliki hasil kupasan yang lebih baik dari 1mm dan 1,5mm, hasil kupasan masih tetapbelum sempurna karena masih ada bagian apel yang belum terkupas. Tetapi diantara pisau 2mm dan 2,5mm hasil yang lebih baik adalah menggunakan pisau 2mm karena error yang dihasilkan lebih kecil dan bagian apel yang terbuang tidak sebanyak pisau 2,5mm. 3.2
Pengujian Lama Proses Pengupasan Kulit Apel
Dari selama proses pengujian berbagai macam pisau diatas alat ini memiliki pergerakan yang konstan sehingga waktu pengupasan yang terjadi juga terjaga konstan. Rata-rata waktu yang dibutuhkan alat ini untuk memproses sebuah apel adalah 28 detik. Waktu ini belum termasuk proses peletakkan apel oleh pengguna ke alat ini tetapi waktu apel sudah tertancap dan siap diproses 3.3
Pengujian Regulasi Tegangan
Regulasi tegangan atau jatuh tegangan adalah perhitungan keadaan saat supply sedang tidak terbebani dan saat terbebani hambatan atau komponen dan regulasi tegangan yang terukur oleh penulis pada output supply 12V adalah : V R= |Vs-Vr/Vr|x100% = |11,8-11,7/11,7|x100% = 0,8%
Gambar 9 Pengukuran regulasi tanpa beban
Gambar 10 Pengukuran regulasi dengan beban
Dapat dilihat dari hasil pengujian tersebut bahwa output power supply saat terbebani dan tidak terbebani memiliki hasil yang tidak jauh yaitu hanya berbeda 0,1V saja atau V regulasinya hanya 0,8%. 4
Kesimpulan
Setelah semua proses dalam perencanaan rancang bangun mesin pengupas kulit apel otomatis ini selesai dibuat dan diambil datanya maka dapat disimpulkan bahwa :
Mesin Pengupas Apel Otomatis
149
1. Rata-rata ketebalan kulit apel yang terkupas menggunakan alat ini dengan pisau 2mm adalah 1,88mm dengan nilai error 6% 2. Rata-rata ketebalan kulit apel yang terkupas menggunakan alat ini dengan pisau 2,5mm adalah 2,8mm dengan nilai error 12% 3. Hasil terbaik dari alat ini adalah dengan menggunakan pisau 2mm yang menghasilkan error terendah dan pembuangan bagian apel yang lebih sedikit. 4. Rata-rata waktu proses pengupasan sebuah apel menggunakan alat ini adalah 28 detik. 5. Masih ada bagian apel yang belum terkupas. 6. Kulit apel yang terkupas masih terlalu tebal. 7. Pisau pengupas 0,5mm, 1mm, 1,5mm yang dibuat oleh penulis tidak dapat bekerja sempurna. 8. Hasil penghitungan regulasi tegangan yang didapatkan adalah 0,8%. 5
Daftar Pustaka
[1]
_____________,Manfaat Buah-buahan dan Sayuran Untuk Kesehatan, http://acil.menlh.go.id/index.php/obatherbal, di ambil pada tanggal 20 oktober 2011. [2] _____________,Makalah Motor DC, http://staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/makalahMotorDC.doc, tanggal 20 Juni 2013.
diambil
pada
[3] Kenneth B. Rexford and Peter R. Giuliani (2002). Electrical control for machines(6th ed.) . Cengage Learning. [4] Bishop,Owen. Dasar Elektronika. Penerbit Erlangga, Jakarta : 2009. [5]. Supatmi, Sri. LDR (Light Dependent Resistor).Diakses pada 28 Desember 2011.http://jurnal.unikom.ac.id/_s/data/j urnal/v08-n02/volume-82-artikel5.pdf/pdf /volume-82-artikel-5.pdf [6]. Haryono, Nono. LimitSwitch. Diakses pada 28 Desember 2011 http://otosensing.blogspot.com/2010/09/ limit-switch.html
