No title

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

PROTOTIPE MESIN PEMILAHAN BARANG SESUAI JENISNYA Diajukan untuk memenuhi salah syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh : ANTONIO PRASHAD PRIYANTO NIM : 125114039

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015


FINAL PROJECT

THE PROTOTYPE OF GOODS’ MACHINE SORTING BASED ON MATERIAL TYPE In partial fulfilment of requirements For the degree of Sarjana Teknik Electrical Engineering Study Program

ANTONIO PRASHAD PRIYANTO NIM : 12511403

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015


HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR

PROTOTIPE MESIN PEMILAHAN BARANG SESUAI JENISNYA ( THE PROTOTYPE OF GOODS’ MACHINE SORTING BASED ON MATERIAL TYPE)

Oleh : Antonio Prashad Priyanto NIM : 125114039

telah disetujui oleh :

Pembimbing

Ir. Tjendro M.Kom

Tanggal : 22 Juni 2015

iii


HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR PROTOTIPE MESIN PEMILAHAN BARANG SESUAI JENISNYA

disusun oleh:

Antonio Prashad Priyanto NIM : 125114039 Telah dipertahankan di depan panitia penguji pada tanggal 24 Juni 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji: Nama Lengkap

Tanda Tangan

Ketua

: Petrus Setyo Prabowo, S.T.,M.T.

......................

Sekertaris

: Ir. Tjendro, M.Kom.

......................

Anggota

: Martanto,S.T.,M.T.

......................

Yogyakarta,

2015

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Dekan,

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.

iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, Juni 2015

Antonio Prashad Priyanto


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

BUKAN SEBERAPA LAMA KITA HIDUP, TAPI PIKIRKAN APA YANG SUDAH KITA PERBUAT

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk..... Tuhanku Yesus Kristus Pembimbingku yang setia, Keluargaku tercinta, Teman-temanku seperjuangan, Dan semua orang yang mengasihiku Terima Kasih untuk semuanya.......

vi


HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama

: Antonio Prashad Priyanto

Nomor Mahasiswa

: 125114039

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

PROTOTIPE MESIN PEMILAHAN BARANG SESUAI JENISNYA beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, Juni 2015

Antonio Prashad Priyanto

vii


INTISARI Untuk mempercepat hasil produksi pada suatu perusahaan daur ulang maka dibutuhkan alat yang dapat memilah jenis benda yang mana benda tersebut dapat diproses kembali. Maka penulis merancang dan bembuat prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenisnya. Prototipe mesin ini dapat memilah 4 jenis benda (kaca, plastik, logam, dan kayu). Alat ini berbasis Programmable Logic Controller (PLC). Pendeteksian jenis benda pada sistem scanner menggunakan 2 sensor optik dan 1 sensor induktif. Dan sistem stopper untuk pemilahan menggunakan plat alumunium yang digerakan oleh solenoid. Prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenis bahannya sudah dapat di buat dan diuji. Tingkat keberhasilan pendeteksian jenis benda 100%, tetapi tingkat keberhasilan pada pemilahan baru 45%. Kata kunci: jenis benda, mempercepat, PLC, pemilah, prototipe.

viiii


ABSTRACT In order to speed up the manufacture in a recycling company, a tool able to sort out various types of objects, which can be recyecle, is needed. For that resaon, the writer designed and made a prototype of a sorting machine which is able to sort out objects by types. This prototype machine is able to sort out four types of objects, i.e. glass, plastic, metal, or wood. This machine is Programmable Logic Controller (PLC) based. The detection of objects in the scanner system uses two kinds of sensors, i.e. optical and inductive sensors. The stopper system uses an alumunium plate which is driven by a solenoid. This prototype sorting machine has been able to be made and tested. The success rate of detecting the types of objects is 100%. Yet, the success rate of sorting types of objects is still 45%. Keywords: types of objects, to speed up, PLC, sorter, prototype.

ix


KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah memberikan kekuatan, rahmat dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat untuk memperoleh gelar sarjana. Penulis mengucapkan terimakasi kepada: 1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. B. Wuri Harini , S.T., M.T., sebagai dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini. 4. Ir. Tjendro, M.Kom., Petrus Setyo Prabowo, S.T.,M.T., sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi ini. 5. Keluarga besar yang sangat saya cintai, Op. Monica Simanjuntak atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti. 6. Pacar tercinta atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti. 7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa. 8. Kawan-kawan seperjuangan transferan DIII Mekatronika angkatan 2011 Teknik Elektro, dan semua kawan yang senantiasa mendukung saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................................. vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS..................................................................... vii INTISARI..................................................................................................................... viii ABSTRACT................................................................................................................... ix KATA PENGANTAR.................................................................................................. x DAFTAR ISI ................................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR.................................................................................................... xiv DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang .....................................................................................................1

1.2.

Tujuan penelitian .................................................................................................2

1.3.

Batasan Masalah ..................................................................................................2

1.4.

Metodologi Penelitian ..........................................................................................2

BAB II DASAR TEORI 2.1.

Motor DC.............................................................................................................4 2.1.1 Bagian Atau Komponen Utama Motor DC.................................................4 2.1.2 Prinsip Dasar Cara Kerja Motor DC..........................................................5

2.2

Relay....................................................................................................................7 2.2.1

Prinsip Kerja Relay ...................................................................................7

2.3

Solenoid................................................................................................................9

2.4

Sensor Proximity ...................................................................................................10 2.4.1 Sensor Inductive ........................................................................................11

xi


2.5

Sensor Optic/ Potoelectric.....................................................................................12 2.5.1

Sensor Trough-beam..................................................................................12

2.5.2

Sensor Reflection .......................................................................................13

2.5.3 Polarized Reflex.........................................................................................14 2.5.4 Diffuse .......................................................................................................14 2.5.5 Diffuse with background suppersion ..........................................................15 2.6

Light-Emitting Diode (LED)..................................................................................15

2.7

Fotodioda ..............................................................................................................16

2.8

OP-Amp ( Oprasional Amplifier) ..........................................................................17 2.8.1

2.9

OP-Amp sebagai Comparator (pembanding)..............................................19

Programmable Logic Controller ( PLC )................................................................21 2.9.1

Pengertian PLC..........................................................................................21

2.9.2 Instruksi- instruksi Dasar PLC ...................................................................25 2.10 Tombol Push Button..............................................................................................30 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1

Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ............................................................32 3.1.1 Desain Prototipe .........................................................................................33 3.1.2 Desain Conveyor .......................................................................................35 3.1.3 Rangkaian Tombol ....................................................................................37 3.1.4 Rangkaian Driver Motor DC .....................................................................38 3.1.5 Rangkaian pendeteksi benda pada magazine ..............................................39 3.1.6 Scanner (pendeteksi) .................................................................................40

3.2

Perancangan Wiring pada PLC ..............................................................................42

3.3Melakukan pemrograman PLC OMRON CP1E.........................................................45 BAB IVHasil dan Pembahasan 4.1. Bentuk Fisik Prototipe Mesin Pemilah Barang Berdasarkan Jenisnya....................49 4.2. Pengujian Sistem ..................................................................................................51 4.3. Pengujian Sub Sistem............................................................................................52 4.3.1 Magazine ...................................................................................................52

xi


4.3.2 Pengujian Otomasi Magazine .....................................................................54 4.3.3Conveyor.......................................................................................................56 4.3.4Guide ............................................................................................................57 4.3.5 Pengujian SistemScanner ...........................................................................58 4.3.6 Bentuk Fisisk Stopper dan Tempat Hasil Pemilahan Beserta Pengujiannya 60 4.4. Bentuk Elektrik dan Pengkabelan PLC ..................................................................62 4.5. Hasil Perancangan Perangkat Lunak Serta Pembahasan Cara Kerja Sistem............65 BAB VKesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan...........................................................................................................69 5.2. Saran ..................................................................................................................69 Lampiran

..................................................................................................................70

Daftar pustaka................................................................................................................71

xi


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bagian atau komponen motor DC sederhana ............................................ 4 Gambar 2.2. Medan magnet yang membaea arus mengelilingi konduktor..................... 5 Gambar 2.3. Reaksi garis fluks ..................................................................................... 5 Gambar 2.4. Prinsip kerja motor DC ............................................................................ 6 Gambar 2.5. Relay yang ter sedia di pasaran ................................................................ 7 Gambar 2.6. Skema relay elektronimekanik ................................................................. 8 Gambar 2.7. Solenoid................................................................................................... 9 Gambar 2.8.

Lilitan solenoid ....................................................................................... 9

Gambar 2.9.

Cara kerja sensor inductive...................................................................... 11

Gambar 2.10. Sensor inductive....................................................................................... 11 Gambar 2.11. Throudh-beam(a), Area sorotan efektif (b) ............................................... 12 Gambar 2.12. Sensor dengan tutup lensa bercelah untuk mendeteksi benda kecil .......... 13 Gambar 2.13. Prinsip kerja sensor, Cahaya ditrima penuh oleh detektor (a), Cahaya dari dari sumber terhalang, benda terdeteksi (b) ............................................................................ 13 Gambar 2.14. Sensor reflection (a), Area sorotan efektif(b)............................................ 13 Gambar 2.15. Prinsip kerja sensor, Cahaya dari sumber dipantulkan oleh reflekrot dan di terima penuh oleh detektor(a), Cahaya dari sumber terhalang, obyek terdeteksi ............................................................................................... 14 Gambar 2.16. Prinsip kerja sensor.................................................................................. 14 Gambar 2.17. Prinsip kerja sensor .................................................................................. 15 Gambar 2.18. Prinsip kerja sensor .................................................................................. 15 Gambar 2.19. Konfigurasi LED ..................................................................................... 16 Gambar 2.20. Rangkaian indikator LED......................................................................... 16 Gambar 2.21. Simbol fotodioda ..................................................................................... 16 Gambar 2.22. Lambang OP-Amp ................................................................................... 18 Gambar 2.23. Sekema dasar komparator ........................................................................ 19 Gambar 2.24. Gambar arah arus yang melewati resistor ................................................. 20 Gambar 2.25. Pengontrol logika terprogram................................................................... 21

xiv


Gambar 2.26. PLC compact omron ................................................................................ 23 Gambar 2.27. PLC modular Omron............................................................................... 24 Gambar 2.28. Komunikasi PC dengan PLC untuk pemprograman................................. 24 Gambar 2.29. Simbol ladder diagram untuk Load (LD) . .............................................. 25 Gambar 2.30. Simbol ladder diagram untuk LOAD NOT .............................................. 26 Gambar 2.31. Simbol ladder diagram untuk AND......................................................... 26 Gambar 2.32. Simbol ladder diagram untuk AND NOT ................................................ 26 Gambar 2.33. Simbol ladder diagram untuk insruksi OR. .............................................. 27 Gambar 2.34. Simbol ladder diagram instruksi OR NOT. ............................................. 27 Gambar 2.35. Simbol ladder diagram untuk instruksi OUT. ................................................27 Gambar 2.36. Simbol ladder diagram untuk instruksi OUT NOT..........................................28 Gambar 2.37. Simbol ladder diagram untuk instruksi AND LOAD................................. 28

Gambar 2.38. Simbol ladder diagram untuk instruksi OR LOAD .................................. 28 Gambar 2.39. Simbol ladder diagram untuk instruksi DIFU (13) dan DIFD.................. 29 Gambar 2.40. Simbol ladder diagram untuk instruksi Timer. ........................................ 29 Gambar 2.41. Simbol ladder diagram untuk instruksi Counter...................................... 30 Gambar 2.42. Simbol ladder diagram untuk instruksi Move........................................... 30 Gambar 2.43. Simbol Tombol Tekan............................................................................. 31 Gambar 3.1.

Blok diagram sistem ............................................................................... 32

Gambar 3.2.

Alur sistem secara umum ........................................................................ 33

Gambar 3.3.

Desain prototip, tampak depan (a), tampak samping (b), tampak atas(c)....................................................................................... 34

Gambar 3.4.

Ukuran conveyor..................................................................................... 35

Gambar 3.5.

Posisi AS bearing sepeda motor.............................................................. 36

Gambar 3.6.

Bearing ................................................................................................... 36

Gambar 3.7.

Bentuk cekaman bearing......................................................................... 36

Gambar 3.8.

Motor Dc Power window, gambar power window (a), posisi motor (b)....................................................................................... 36

Gambar 3.9. Skema rangkaian tombol.......................................................................... 37 Gambar 3.10. Tombol push button ................................................................................ 38 Gambar 3.11. Driver motor........................................................................................... 39 Gambar 3.12. Rangkaian sensor benda pada magazine .................................................. 39 Gambar 3.13. Jarak natara sensor dengan benda............................................................ 40

xiv


Gambar 3.14. Posisi guide dan bentuk guide ................................................................. 40 Gambar 3.15. Jarak antara sensor stu dengan sensor yang lain....................................... 41 Gambar 3.16. Wiring input pada PLC............................................................................ 43 Gambar 3.17. Wiring input pada PLC ............................................................................ 43 Gambar 3.18. Wiring pada PLC .................................................................................... 44 Gambar 3.19. Tampilan setingan................................................................................... 45 Gambar 3.20. Tampilan setingan device........................................................................ 46 Gambar 3.21. Tampilan lembar kerja ............................................................................ 46 Gambar 3.22. Tampilan compile ................................................................................... 47 Gambar 3.23. Cara mendownload program PC to PLC.................................................. 47 Gambar 3.24 Alur pemrograman sistem ........................................................................ 48 Gambar 4.1.

Hasil Perancangan prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenisnya.49

Gambar 4.2.

Bentuk-bentu benda kerja......................................................................... 50

Gambar 4.3.

Hasil perancangan magazine .................................................................... 52

Gambar 4.4.

Kotak ukur magazine ............................................................................... 53

Gambar 4.5.

Sensor magazine dan solenoide magazine ................................................ 54

Gambar 4.6.

Proses solenoid pada magazine, posisi solenoid tidak aktif(a), solenoid

aktif(b)........................................................................................................................... 55 Gambar 4.7.

Ilustrasi saat benda kerja di dorong, solenoid belum aktif(a),solenoid

aktif(b)........................................................................................................................... 56 Gambar 4.8

Bentuk conveyor yang sudah dipasang dan letak motor Dc powerwindow 56

Gambar 4.9.

Bentuk guide............................................................................................ 57

Gambar 4.10. Posisi benda saat melewati guide ............................................................ 57 Gambar 4.11. Bentuk stopper dan tempat hasil pemilahan.............................................. 61 Gambar 4.12. Plat stopper saat turun .............................................................................. 61 Gambar 4.13. Keadaan sistem stopper saat mengalami kendala...................................... 62 Gambar 4.14. Panel box ................................................................................................. 62 Gambar 4.15 .Rangakaian deteksi benda pada magazine ................................................ 64 Gambar 4.16. Rangakaian driver solenoid ..................................................................... 64 Gambar 4.17. Program reset.......................................................................................... 66 Gambar 4.18. Program start dan motor.......................................................................... 66 Gambar 4.19. Program sensor magazine ....................................................................... 66 Gambar 4.20. Program pengaktifan solenoid magazine ................................................. 67 Gambar 4.21. Program pendeteksi logam ....................................................................... 68 xiv


Gambar 4.22. Program pendeteksi plastik ..................................................................... 68 Gambar 4.23. Program pendeteksi kayu ........................................................................ 68

xiv


DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Data sheet relay ..........................................................................................8 Tabel 2.2. Perbedaan menggunakan sistem PLC dengan kontrol konvensional.............22 Tabel 3.1. Keterangan gambar 3.3................................................................................34 Tabel 3.2. Jenis-jenis tombol yang digunakan beserta fungsinya ..................................37 Tabel 3.3. Fungsi-fungsi sensor pada sistem dan pengalamatan input pada PLC...........40 Tabel 3.4. Data pendeteksisn sensor .............................................................................42 Tabel 3.5. Pengalamat input dan output pada PLC .......................................................42 Tabel 3.6. Keterangan gambar 3.16 dan gambar 3.17 ...................................................44 Tabel 4.1. Pengujian sistem..........................................................................................51 Tabel 4.2. Hasil pengujian magazine............................................................................53 Tabel 4.3. Pengujian otomasi magazine........................................................................55 Tabel 4.4. Pengujian waktu yang dihasilkan conveyor..................................................57 Tabel 4.5. Percobaan sensor optik1 ..............................................................................58 Tabel 4.6. Percobaan sensor optik2 ..............................................................................59 Tabel 4.7. Percobaan sensor inductive..........................................................................60 Tabel 4.8. Fungsi perbagian stopper .............................................................................61 Tabel 4.9. Keterangan gabar 4.10 dan fungsinya ..........................................................63 Tabel 4.10 Keterangan gambar 4.15 dan 4.16 beserta fungsinya....................................64 Tabel 4.11. Pengujian sensor deteksi benda pada magazine...........................................65

xvii


DAFTAR LAMPIRAN L1.

Hasil perancangan prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenisnya............. L1

L2.

Hasil pengalamatan input dan output pada PLC ................................................... L2

L3.

Hasil pengkabelan pada PLC ............................................................................... L3

L4.

Gambar rangkaian kaseluruhan ............................................................................ L4

L5.

Listing program keseluruhan................................................................................ L5

xviii


BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Sumber Daya Alam sangatlah penting bagi kehidupan manusia. Tetapi banyak

manusia yang belum sadar akan hal itu. Meningkatnya pembangunan dan pertumbuhan ekonomi masyarakat menyebabkan peningkatan jumlah penduduk pula. Semakin meningkatnya jumlah penduduk akan menyebabkan peningkatan jumlah sampah, karena manusia akan menghasilkan sampah setiap harinya. Sedangkan sampah itu sendiri ada yang mudah terurai dan tidak. Bahkan ada yang memerlukan waktu lama untuk terurai atau hancur. Telah kita ketahui bahwa pengelolaan sampah yang tidak ditangani dangan baik dapat mengganggu estetika lingkungan serta mengakibatkan berkembangnya penyakit.[1] Dalam PP No. 18/1999 jo PP No. 85/1999 tentang pengelolaan limbah berbahaya dan beracun, secara umum limbah didefinisikan sebagai bahan sisa pada suatu kegiatan dan/proses produksi. Maka dari itu pemerintaha berupaya mengatur pengelolaan sampah. Hal ini tertuang dalam UU no 18 Tahun 2008 tentang pengelolaan sampah. Undangundang ini secara vertical berkaiatan dengan hak masyarakat untuk mendapatkan lingkungan hidup yang baik dan sehat, sesuai dengan ketentuan Pasal 28 H ayat (1) Undang-Undang Dasar Negara Republik Indaonesia Tahun 1945. Cara mengatasi agar tidak menumpuknya sampah, maka sam pah itu harus di daur ulang. Sebelum di daur ulang sampah perlu di pilah sesuai jenis bahannya, proses pemilahan yang ada masih manual dan jika ada mesin atomatis mesin itu hanya dapat memilah bahan berjenis logam saja.[2] Disini supplier memegang peranan penting dalam ketersediaan bahan baku untuk berlangsungnya aktivitas produksi suatu perusahaan daur ulang. Dalam hal ini perusahaan daur ulang

perlu untuk bekerjasama dengan supplier untuk melanjutkan aktivitas

produksinya. Pada bagian pengadaan bahan baku suatu perusahaan, pemilihan supplier merupakan permasalahan yang cukup penting. Pemilihan supplier yang tepat tidak hanya menguntungkan bagi perusahaan. Untuk membantu proses pengadaan bahan baku, maka penulis membuat sebuah protoipe mesin pemilah barang berdasarkan jenis bahannya. Mesin ini dapat membedakan

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

bahan seperti kaca, palstik, logam dan kayu. Bahan yang berjenis ini dipilah karena bahanbahan ini dapat didaur ulang kembali dan bernilai ekonomi.

1.2

Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah membuat prototipe mesin pemilah barang berdasarkan

jenis bahannya. Mesin ini dapat memilah barang sesuai j enis bahannya dengan otomatis. Barang berjenis logam, kaca, kayu dan plastik yang dapat di deteksi oleh mesin ini. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mempermudah proses pemilahan barang sesuai jenisnya dalam suatu produksi di industri.

1.3

Batasan Masalah Pembatasan masalah dimaksudkan untuk mempermudah pelaksanaan penelitian

maupun penulisan skripsi sehingga tidak terjadi kesalahan dalam menerjemahkan judul yang dimaksud. Batasan untuk penelitian ini adalah: 1. Bentuk benda: benda ini berbentuk kubus. 2. Ukuran benda: Ukuran denda 1 ukuran, yang berukuran 3cmX3cmX3cm. 3. Bahan benda: benda yang di gunakan berjenis kayu (kayu yang di gunakan kayu murni tidak dicat maupun diplitur) , plastik (pastik menggunakan pastik yang berwarna putih), kaca (kaca yang digunakan kaca bening), logam (logam yang digunakan masih 1 jenis logam).

1.4

Metodologi Penelitian Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam

pembuatan prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenis bahannya adalah: 1. Pencarian referensi Metode ini digunakan untuk mencari dasar-dasar teori dan mempelajarinya, yang digunakan untuk mdari komponen-komponen yang kami gunakan. Pengambilan referensi di lakukan melalui internet dan buku. 2. Desain alat Pada tahapan ini setelah pencarian referensi yang ada, maka langkah berikutnya adalah membuat desain Prototip Mesin Pemilah Barang Berdasarkan Jenis Bahannya. Tahapan ini dilakukan guna mendapatkan gambaran umum dari Prototip


Mesin Pemilah Barang Berdasarkan Jenis Bahannya. Selain memperlihatkan gambaran umum desain awal ini digunakan untuk mempermudah pengerjaan. 3. Uji komponen Menguji komponen-komponen yang akan di gunakan dan keseluruhan sistem untuk mengetahui kelayakan saat digunakan. 4. Pembuatan alat Setelah semua komponen tersedia dan sudah melakukan pengujian komponen maka tahap yang di lakukan adalah pembuatan alat sesuai desai dan sistem yang sudah di rancang. 5. Analisis Jika alat sudah jadi, maka tahap berikutnya adalah menganalisa berupa pengambilan data yang dimanfaatkan untuk mengecek apakah alat sudah sesuai dengan yang diharapkan ataw tidak. 6. Pembuatan Laporan Setelah semua tahapan di atas selesai, tahapan selanjutnya adalah pembuatan laporan. Tahapan ini merupakan laporan dari program yang di kerjakan.


BAB II DASAR TEORI 2.1 Motor DC Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar .

2.1.1 Bagian Atau Komponen Utama Motor DC. 

Kutub medan motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.



Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi.



Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Gambar 2.1 Bagian atau komponen motor DC sederhana [3]

4


2.1.2 Prinsip Dasar Cara Kerja Motor DC Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor[3] Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar diatas menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. kutub.Jika kondoktor berbentuk U (angker dinamo) di letakan di antara kutub utara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan magnet.

Gambar 2.3 Reaksi garis fluks [3] Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan (looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung B.


Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam. Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :

 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.  Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan.  Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini:

Gambar 2.4 Prinsip kerja motor DC [3]


Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor [3].

2.2 Relay Dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Ada beberapa jenis relay, yang paling sederhana adalah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapat energi listrik. Secara sederhana relay dapat didefinisikan sebagai berikut:  Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup atau membuka kontak saklar.  Saklar yang digerakan secara mekanis oleh energi listrik.[4]

Gambar 2.5 Relay yang ter sedia di pasaran Secara umum relay mempunyai fungsi-fungsi sebagai berikut:  Remote control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh.  Penguatan daya : menguatkan arus dan tegangan.  Pengatur logika kontrol suatu sistem. 2.2.1 Prinsip Kerja Relay Relay terdiri dari contact dan coil. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedangakan contact adalah sejenis saklar yang pergerakanya tergantung dari ada


tidaknya arus litrik di coil. Di dalam relay terdapat 2 jenis contact yaitu normally close dan normally open. Dari gambar 2.13, menunjukan sistem kerja relay secara sederhana yang dijelaskan sebagai berikut: pada saat energi listrik mengenai coil (energized), maka akan timbul energi elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, sehingga menyebabkan contact akan menutup [4].

(a) Parts of the relay

(b) A common schematic symbol

Gambar 2.6 Skema relay elektronimekanik[4] Dalam data sheet, penjelasan untuk coil dan contact terpisah. Hal ini menyenyebabkan masing-masing mempunyai spesifikasi yang berbeda-beda juga. Lihat tabel 2.1. Tabel 2.1. Data sheet relay  Data Coil Rating Rated voltae

5 VDC

6 VDC

12 VDC

24VDC

Rated current (50/60Hz)

106 mA

88.2 mA

43.6 mA

21.8 mA

Must operate voltage

70% max of rated voltage

Must release voltage

15%min of rated voltage

Max. Voltage

110% of rated voltage

Power consumption

Approx 0.53 W

 Data Contact Ratings Number of pole Load

1 pole Resistive load (cosø=1)

Inductive load (cosø=0.4;L/R=7ms)

Rated Load

10(1)A at 250 VAC;

7.5A at 250 VAC;


10(1)A at 30 VDC

5A at 30 VDC

10(1) A

Rated carry current Max. Operating voltage

380 VAC,125VDC

Max. Operating current

10(1) A

Max. Switching capacity

2500(250) VA, 300(30) W

Min. Permissible load

100mA at 5VDC (1mA at

1875 VA, 150 W

5VDC

2.3 Solenoid Solenoid adalah peralatan yang dipakai untuk mengkonversi sinyal elektrik atau arus listrik menjadi gerak mekanik. Solenoid dibuat dari kumparan dan inti besi yang dapat digerakkan yang berfungsi sebagai aktuator biasanya di gunakan untuk membuka kunci otomatis pada brangkas.

Gambar 2.7 Solenoid Secara skematik bentuk dari solenoid dapat dilihat pada gambar , dimana selonoid terdiri dari n buah lilitan kawat berarus listrik I, medan magnet yang dihasilkan memiliki arah seperti pada gambar dibawah, dimana kutub utara magnet mengikuti aturan tangan kanan.

Gambar 2.8 Lilitan solenoid


Kuat medan magnet pada selonoid dengan jumlah lilitan persatuan panjang n adalah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini. B = μ0 . n . I Keterangan : B = Medan Magnet μ0 = Konstanta Perneabilitas Udara n = Jumlah Lilitan l = Panjang Lilitan I = Arus Prinsip kerja dari Solenoid berdasarkan pada penghantar yang membawa arus kedalam kumparan sehingga kumparan akan menimbulkan medan magnet. Medan magnet ini dibuat sedemikian rupa sehingga keadaannya selalu tolak menolak antara medan magnet.

2.4. Sensor Proximity Sensor adalah suatu alat yang mendeteksi atau mengukur kuantitas fisik untuk kemudian memberikan respon, dalam hal ini respon yang dibicarakan khusus respon elektrik. Sensor proximity merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek. Sensor proximity dapat mendeteksi keberedaan benda disekitarnya tanpa ada kontak fisik dengan benda tersebut. Cara kerja sensor proximity ini yaitu dengan memancarkan medan elektromagnetik dan mencari perubahan bentuk medan elektromagnetik pada saat benda di deteksi. Contoh medan elektromagnetik yang sering digunakan yaitu sinar infra merah. Jika benda telah terdeteksi maka sinyal infrared tersebut akan merubah bentuk sinyal dan mengirimkan sinyal kembali ke sensor dan memberitahukan bahwa di depan sensor terdapat benda. Target sensor yang berbeda-beda juga membutuhkan jenis sensor proximity yang berbeda pula. Contohnya sensor kapasitif akan cocok dengan target yang mempunyai benda berbahan dasar plastik sedangkan sensor proximity induktif akan mendeteksi benda berbahan dasar logam. Jarak maksimum sensor proximity yang bisa terdeteksi dinamakan dengan nominal range. Beberapa sensor perlu diatur untuk penyesuaian nominal range nya atau dibuatkan list untuk batas kerjan jarakya. Sensor proximity ini memiliki keunggulan dalam hal kemampuan yang tinggi dan umur pakai yang lama karena sensor ini tidak ada bagian mekanisnya yang kotak langsung dengan objek [5]. Fungsi Sensor Proxsimity:  Mendeteksi suatu objek


 Mengatur dimensi suatu objek  Mendeteksi simbol  Pemeriksaan objek

2.4.1 Sensor Induktive Induktif yaitu memakai 2 lempeng dengan 1 bagian lempeng pembuat medan dari sistem induksi. Bila obyek mendekat maka medan akan dipantulkan dan menghasilkan induktansi tertensu sesuai jaraknya Obyek yang dideteksi umumnya dari metal dan repon frekuensi switch umumnya tinggi. Sensor ini hanay dapat mendeteksi logam.[6]

Gambar 2.9 Cara kerja sensor Induktive Sensor induktive di tunjukan pada gambar 2.11 di bawah ini

Gambar 2.10 Sensor induktive


2.5 Sensor Optic / Potoelektric Photoelectric terdiri dari bagian transmitter (pemancar cahaya) dan bagian receiver (penerima cahaya). Photoelectric bekerja berdasarkan ada tidaknya cahaya ( berasal dari transmitter) yg diterima oleh bagian receiver. Ada

dua

jenis

switching

dari

sensor

ini,

yaitu

dark

on

dan

light

on.

- Dark on : sensor akan menyala jika tidak ada cahaya yg diterima oleh receiver. - Light On : Sensor akan menyala jika ada cahaya yg diterima oleh receiver. Sistem kerja photoelectric di bagi menjadi lima, yaitu Thru-beam, Reflex, Polarized Reflex, Diffuse dan Diffuse with Background suppesion.

2.5.1 Sensor Through-beam Sensor Through-beam memiliki elemen sumber dan detektor cahaya yang terpisah dan di sususn sejajar saling berhadapan, dengan sorotan cahaya memotong jalur yang akan dilewati oleh obyek. Area sorotan efektif adalah kolom dimana cahaya melintas lurus diantara lensa-lensa.[7]

Gambar 2.11 (a) Through-beam; (b) Area sorotan efektif[7] Karena cahaya dari sumber ditransmisi secara langsung pada detektor, sensor jenis ini memiliki beberapa keuntungan yaitu:[7] 

Jangkauan yang lebih jauh dalam mengindra.



Memungkinkan tercapainya kekuatan cahaya yg tinggi.



Rasio kontras terang/gelap yang besar



Memiliki kemampuan deteksi berulang-ulang terbaik.

Selain keuntungan diatas, sensor Through-beam memiliki keterbatasan sebagai berikut: 

Pengawatan kedua komponen memotong zona deteksi.



Dapat timbul masalah dalam mengatur posisi sumber dan detektor sehingga sejajar.




Jika obyek yang dideteksi berukuran lebih kecil dari diameter area sorotan efektif, diperlukan piranti tambahan yang memperkecil diameter area sorotan efektif tersebut, yaitu tutup lensa bercelah .

Gambar 2.12 Sensor dengan tutup lensa bercelah untuk mendeteksi benda kecil[7] Prinsip kerja Through-beam adalah sebagai berikut. Pada saat tidak ada obyek yang melintas diantara sumber dan detektor, cahaya dari sumber diterima oleh detektor. Jika ada obyek melintas, cahaya dari sumber terhalang sehingga tidak diterima oleh detektor. Dengan demikian, penyaklaran dan keluaran terjadi.

Gambar 2.13 Prinsip kerja sensor[7] (a) Cahaya dari sumber diterima penuh oleh detektor; (b) Cahaya dari sumber terhalang , Obyek terdeteksi

2.5.2 Sensor reflection Pada

kontrol

reflection

posisi

sumber

dan

detektor

cahaya

saling

berdampingan/paralel pada satu sisi yang sama. Cahaya dari sumber ditunjukan pada sebuah retroreflektor yang akan memantulkan cahaya kembali kearah detektor. Penyaklaran dan keluaran terjadi saat obyek menghalangi sorotan cahaya.[7]

Gambar 2.14 (a) Sensor reflection; (b) Area sorotan efektif[7]


Gambar 2.15 Prinsip kerja sensor[7] (a) Cahaya dari sumber dipantulkan oleh retroreflektor dan di terima penuh oleh detektor. (b) Cahaya dari sumber terhalang, obyek terdeteksi Karena melalui dua arah (sehingga jarak tempuh menjadi ganda), maka sensor jenis ini tidak dapat mengindera sejauh sensor Through-beam. Namun, sensor ini menawarkan sistenm pengindraan yang baik yaitu kemudahan dalam memasang dan tidak memerlukan pengawatan pada kedua sisi area sensor. Batasan utama sensor ini adalah permukaan oyek yang berkilat dapat memicu kesalahan deteksi karena memantulkan kembali cahaya[6].

2.5.3 Polarized Reflex Merupakan pengembangan dari tipe reflex, sehingga tipe ini bisa mendeteksi obyek yang mengkilap.[8]

Gambar 2.16 Prinsip kerja sensor[8]

2.5.4 Diffuse Pada tipe ini transmitter dan receiver berada dalam 1 unit. Apabila reciever menerima cahaya dari transmiter yang pantulkan oleh obyek, maka keluaran dari sensor akan berubah sesuai dengan jenis switchingnya.[8]


Gambar 2.17 Prinsip kerja sensor[8]

2.5.5 Diffuse with background supperssion Tipe ini merupakan pengembangan dari tipe diffuse, sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi obyek dengan latar belakang. Jarak deteksi pada system ini dapat diatur sehingga hanya pantulan dari obyeknya yang mengubah keluaran dari sensor.

Gambar 2.18 prinsip kerja sensor[8]

2.6 Light-Emitting Diode (LED) LED adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memancarkan cahaya [11]. LED mampu menghasilkan cahaya yang berbeda menurut semi konduktor yang digunakan dan jenis bahan semi konduktor tersebut akan menghasilkan panjang gelombang yang berbeda sehingga cahaya yang dihasilkan berbeda pula. LED adalah salah satu jenis dioda, maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa arus yang diperbolehkan 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V-3,5V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA, maka LED akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu digunakan resistor sebagai penghambat arus. LED ditunjukkan pada gambar 2.17. [11]


Gambar 2.19 Konfigurasi LED [11] Berdasarkan gambar 2.18, persamaan untuk mencari nilai tegangan menggunakan hukum ohm adalah

= . Sehingga persamaan untuk mencari nilai resistor yang digunakan sebagai

indikator adalah : =

.......................................................................................... (2.10)

Gambar 2.20 Rangkaian Indikator LED

2.7

Fotodioda Fotodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Fotodioda

merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Fotodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan pn yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh fotodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi fotodioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Gambar 2.21. Simbol Fotodioda


Prinsip kerja dari fotodioda jika sebuah sambungan-pn dibias maju dan diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika sambungan pn dibias mundur arus akan bertambah cukup besar. Cahaya yang dikenakan pada fotodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang dikenakan pada fotodioda. Alat yang mirip dengan fotodioda adalah fototransistor (Phototransistor). Fototransistor ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitifitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan fotodioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari fototransistor secara umum akan lebih lambat dari pada fotodioda [14].

2.8

OP-Amp (Operational Amplifier) Penguat Operasi (Operational Amplifier) yang sering di singkat op-amp adalah

penguat yang mempunyai penguatan yang sangat tinggi dengan tanggapan frekuensi yang datar dariDC sampai daerah frekuensi tinggi, yang berguling turun dengan kemiringan 6 dB per oktaf atau 20 dB per dekade. Dewasa ini, penguatan operasi menampakkan wujudnya dalam bentuk rangkaian terintegrasi (Integrated Circuit ), yang disebut IC. Secara garis besar, rangkaian terintegrasi atau IC dapat di bagi menjadi 2, yakni IC linier dan IC digital. IC linier berisi rangkaian penguat. Nama linier hanya cara lain untuk menyatakan istilah “Pengaturan” (regulating), Contoh: IC 741 keluaran dari rangkaian sebanding dengan perubahan sinyal masukannya. IC linier misal: op-amp, penguat video, penguat audio, pembanding tegangan, regulator tegangan, dsb. Sedang IC digital berisikan rangkaian tipe switch atau saklar. Keluaran dari rangkaian tipe saklar ini akan berubah dengan sangat cepat.[12]


Gambar 2.22. Lambang Op-Amp [12] Ciri-ciri Pokok Penguat Operasi: 1.

Impedansi masukan sangat tinggi, sehingga hanya mengalir arus yang sangat kecil pada masukannya, yang berarti tidak membebani sinyal masukan.

2.

Penguatan pada ikal terbuka (open loop gain) sangat tinggi. Kondisi ini sangat bermanfaat untuk menguatkan sinyal yang sangat kecil.

3.

Impedansi keluaran sangat rendah, sehingga sangat sedikit dipengaruhi oleh rangkaian bebannya, artinya penguat dapat dibebani dengan sembarang harga resistansi tanpa mempengaruhi tegangan keluaran op-amp

Terminal-terminal Op-amp: 1. Terminal masukan Op-amp mempunyai 2 terminal masukan yang masing-masing bertanda (-) dan (+). Kedua masukan ini disebut terminal masukan diferensial, karena tegangan keluaran Vo bergantung pada perbedaan tegangan antara kedua terminal masukan tersebut. Jika terminal masukan (-) mendapat tegangan lebih positip dari pada terminal masukan (+) maka keluaran Vo negatif, jika terminal masukan (-) lebih negatif dari pada terminal masukan (+) maka Vo positif. Jadi polaritas tegangan pada terminal masukan (-). Oleh sebab itu terminal masukan (-) ini dikenal dengan masukan yang membalik (Inverting Input) V(-). Dan sebaliknya terminal masukan (+) disebut terminal masukan yang tidak membalik (Non-Inverting) V(+). 2. Terminal keluaran Meskipun op-amp mempunyai 2 terminal masukan, ia hanya mempunyai satu terminal keluaran. Ujung terminal ini dihubung ke beban. Beban (RL) dari op-amp dihubungkan dengan terminal keluaran dan ground (GND). 3. Terminal suplay daya Terminal-terminal op-amp yang harus dihubungkan ke catu daya agar op-amp dapat bekerja ditandai dengan (+) V dan (-) V. Terminal (+) dihubungkan ke sumber


tegangan positif, sedang terminal (-) dihubungkan ke sumber tegangan negatif. Ini berlaku jika op-amp memang dimaksudkan untuk digunakan dengan sistem suplai tiga polaritas (+), (-) dan (0). Jika op-amp hendak digunakan dengan sistem catu daya yang mempunyai dua polaritas (+) dan (0) atau (GND), maka terminal negatif op-amp dihubung ke (0) atau (GND). Penggunaan sistem catu daya jenis ini menyebabkan terminal keluaran op-amp akan berada setengah tergangan suplai (1/2 VCC) pada saat tidak ada perbedaan tegangan diantara kedua terminal masukannya. Harus diingat pula bahwa ada op-amp yang hanya dapat dioperasikan pada tegangan positip dan GND saja sehingga dioperasikan pada tegangan tiga polaritas, akan merusak op-amp. 4. Terminal kompensasi Tidak semua op-amp mempunyai terminal kompensasi. Terminal kopensasi ini biasanya dua buah, digunakan untuk menangani masalah off set karena watak op-amp yang tidak sesuai dengan kondisi idealnya.[12]

2.8.1 Op-Amp sebagai Comparator (pembanding) Ada banyak kegunaan Op-amp salah satunya adalah sebagai pembanding atau comparator. Prinsip kerja op-amp sebagai pembanding (comparator) tegangan referensi tidak selalu 0 V (GND) tetapi dapat pada tegangan dengan nilai tertentu. Juga tidak harus bahwa tegangan referensi dipasang pada masukan inverting. Dapat saja tegangan referensi pada masukan non inverting sementara Vin pada masukan inverting, sebab pada prinsipnya komparator adalah membandingkan tegangan masukan dengan tegangan referensi yang telah ditentukan. Ciri komparator adalah bekerja tanpa umpan balik, jadi dengan kondisi penguatan penuh atau penguatan terbuka (open loop gain). Tegangan referensi fungsinya untuk membandingkan tegangan yang satu dengan tegangan yang lainya. Vo →

-Volt jika Vin > Vref

Vo →

+Volt jika Vin < Vref

Gambar 2.23. Skema dasar komparator [12]


Sebagai inputan ke rangkaian Vin comparator biasanya digunakan rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) yang biasa juga disebut sebagai rangkaian pembagi potensial (potential divider). Input ke sebuah rangkaian pembagi tegangan adalah tegangan Vin.

Gambar 2.24. Gambar Arah Arus Yang Mengalir Melewati Resistor Tahanan efektif dari kedua resistor seri ini adalah R1 + R2. Jatuh tegangan pada gabungan kedua resistor ini adalah Vin, 

Menurut Hukum Ohm arus yang mengalir adalah: I = Vin / (R1 + R2)



(2.2)

Tegangan pada R2 menjadi: Vout = I x R2

(2.3)

Mensubstitusikan I dengan persamaan pertama (teorema pembagi tegangan), menghasilkan: Vout = Vin x R2 / (R1 + R2) Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua masukannya, apabila masukan (-) lebih besar dari masukan (+) maka, keluaran op-amp akan menjadi sama dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan (-) lebih kecil dari masukan (+) maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan + Vsupply. Jadi dalam hal ini jika Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi + Vsupply. Untuk op-amp yang sesuai untuk di pakai pada rangkaian op-amp untuk komparator biasanya menggunakan op-amp dengan tipe LM324 yang banyak di pasaran. Secara umum prinsip kerja rangkaian komparator adalah membandingkan amplitudo dua buah sinyal, jika +Vin dan −Vin masing-masing menyatakan amplitudo sinyal input tak membalik daninput membalik, Vo dan Vsat masing-masing menyatakan tegangan output dan tegangan saturasi, maka prinsip dasar dari komparator adalah[13].


+Vin ≥ −Vin maka Vo = Vsat+ +Vin < −Vin maka Vo = Vsat− Keterangan: +Vin

= Amplitudo sinyal input tak membalik (V)

−Vin

= Amplitudo sinyal input membalik (V)

Vsat+ = Tegangan saturasi + (V) Vsat− = Tegangan saturasi - (V) Vo

= Tegangan output (V)

2.9 Programmable Logic Controller (PLC) Dalam dunia industri automasi, proses kontrol pada mulanya dilakukan dengan menggunakan relay konvensional. Coil relay masing-masing dihubungkan dengan sensorsensor, sedangkan output contact-nya dihubungkan pada bagian mesin yang akan digunakan. Proses kontrol menggunakan relay seperti ini sangatlah rumit pada bagian wiring sehingga sangatlah sulit untuk memperbaiki sistem yang komplek. Selain itu, kontrol dengan menggunakan relay sangatlah terbatas. Oleh karena itu dibuatlah sebuah alat yang dapat menggantikan fungsi relay tersebut yaitu PLC (Programmable Logic Control).[4]

2.9.1 Pengertian PLC Programmable Logic Controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis-mikroprosesormyang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan intuksi-intruksi dan mengimpletasikan fungsi-fungsi semisal logika, sequencing, pewaktu (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses-proses [6].

Gambar 2.25. Pengontrol logika terprogram


PLC itu sendiri mempunyai definisi sebagai berikut. 1. Programmable : Artinya dapat diprogram (diubah-ubah) sesuai dengan program yang diinginkan, kemudian menyimpan program tersebut pada memori. 2. Logic : Artinya dapat memproses input secara aritmatik atau mampu melakukan operasi matematika. 3. Control : Artinya dapat mengontrol dan mengatur suatu proses sehingga dapat menghasilkan output yang diinginkan. Penggunaan PLC dibandingkan dengan kontrol konvensional panel mempunyai banyak keuntangan. Perbedaan menggunakan PLC dengan kontrol konvensional panel dapat dilihat pada Tabel 2.1 sebagai berikut. Tabel 2.2. Perbedaan menggunakan sistem PLC dengan kontrol konvensional NO

Tinjauan dari aspek

Sistem PLC

Kontrol konvesional

1

Sistem wiring

Sedikit

Kompleks

2

Spare part

Mudah

Relatif sulit

3

Maintenance

Relatih mudah

Membutuhkan wktu lama

4

Pelacakan kesalahan

Lebih sederhana

Sangat komplek

sistem 5

Konsumsi daya listrik

Relatif rendah

Relatif tinggi

6

Dokumentasi gambar

Lebih sederhana dan mudah

Lebih banyak

sistem

dimengerti

Modifikasi sistem

Sederhana dan lebih cepat

7

Membutuhkan waktu lama


Sekarang ini sistem PLC banyak digunakan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain:

 Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembaban, dan kebisingan.  Antarmuka untuk input dan output telah tersedia secara built-in di dalamnya.  Mudah diprogram dan menggunakan sebuah bahasa pemprograman yang mudah di pahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logoka dan penyambungan.  Relatif mudah untuk dipelajari.  Standarisasi sistem kontrol lebih mudah diterapkan.  Mudah dalam hal maintenance. Dari ukuran dan kemampuannya, PLC dapat dibagi menjadi jenis-jenis berikut: 1. Tipe Compact Ciri-ciri PLC tipe compact adalah: 

Seluruh komponen (power supplay, CPU, modul input-output, mudul komunikasi) menjadi satu.



Umumnya berukuran kecil (compact).



Mempunyai jumlah input/output relatif sedikit dan tidak dapat diekspan,



Tidak dapat di tambah modul-modul kusus.

Berikut ini contoh PLC compact dari Omron.

Gambar 2.26. PLC compact Omron CP1e 2. Tipe Modular Ciri-ciri PLC tipe modular[7]: 

Komponen-komponennya terpisah ke dalam modul-modul.



Berukuran besar.




Memungkinkan untuk ekspansi jumlah input/output (sehingga jumlah lebih banyak)



Memungkinkan penambahan modul-modul kusus.

Berikut ini contoh PLC modular

Gambar 2.27. PLC modular Omron Untuk memprogram suatu PLC, hal pertama yang harus dilakukan adalah program ditulis di PC dengan menggunakan program khusus PLC, setelah itu program yang sudah selesai dibuat di download ke PLC dengan menggunakan kabel serial yang merupakan sarana komunikasi antara PC dengan PLC. Setelah itu PLC yang sudah diprogram dapat bekerja sebagai pengontrol yang independent.[7]

Gambar 2.28. Komunikasi PC dengan PLC untuk pemprograman Cara kerja dari suatu PLC adalah dengan cara memeriksa input sinyal dari suatu proses dan melakukan suatu fungsi logika terhadap sinyal yang masuk, mengeluarkan sinyal output untuk mengontrol mesin atau suatu proses. Interface standar yang terdapat pada PLC


memungkinkan PLC untuk dihubungkan secara langsung dengan suatu sensor tanpa membutuhkan suatu rangkaian perantara. Di samping itu penggunaan PLC memungkinkan untuk mengubah suatu sistem kontrol tanpa harus terlebih dahulu mengubah instalasi yang sudah ada sebelumnya. Jika ingin mengubah jalannya proses, maka yang harus diubah hanyalah program yang ada dalam memori PLC saja tanpa harus mengubah hardware yang telah digunakan. Penggunaan PLC akan memudahkan pemakai dalam melakukan instalasi sekaligus dapat mempersingkat waktu untuk mengubah jalanya proses kontrol. PLC dapat bekerja pada lingkungan industri dengan kondisi yang cukup berat, seperti temperatur yang tinggi dan bekerja selama 10-12 jam sehari non stop[9].

2.9.2 Intruksi – Intruksi Dasar PLC Semua instruksi (perintah program) yang ada dibawah merupakan instruksi paling dasar pada PLC Omron sysmac C-series. Menurut aturan pemrograman, setiap akhir program harus ada instruksi dasar END yang oleh PLC dianggap sebagai batas akhir dari program. Instruksi ini tidak ditampilkan pada tombol operasional programming console, akan tetapi berupa sebuah fungsi yaitu FUN (01). Jadi jika kita mengetik FUN (01) pada programming console, maka pada layar programming console akan tampil END (01) . 1. LOAD Mempunyai simbol bahasa pemrograman LD. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NO relay. Simbol ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.31.

Gambar 2.29. Simbol ladder diagram untuk Load (LD) . 2. LOAD NOT Mempunyai simbol bahasa pemrograman LD NOT. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NC relay. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.32.


Gambar 2.30. Simbol ladder diagram untuk LOAD NOT 3. AND Mempunyai simbol bahasa pemrograman AND. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NO relay. Simbol ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.33.

Gambar 2.31. Simbol ladder diagram untuk AND. 4. AND NOT Mempunyai simbol bahasa pemrograman AND NOT. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NC relay. Simbol ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.34.

Gambar 2.32. Simbol ladder diagram untuk AND NOT 5. OR Mempunyai simbol bahasa pemrograman OR. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NO relay. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.35.


Gambar 2.33. Simbol ladder diagram untuk insruksi OR.

. 6. OR NOT Mempunyai simbol bahasa pemrograman OR NOT. Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan satu output. Logikanya seperti contact NC relay. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.36.

Gambar 2.34. Simbol ladder diagram instruksi OR NOT. 7. OUT Mempunyai simbol bahasa pemrograman OUT. Instruksi ini berfungsi untuk mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram sudah terpenuhi. Logikanya seperti contact NO relay. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.37.

Gambar 2.35. Simbol ladder diagram untuk instruksi OUT. 8. OUT NOT Mempunyai simbol bahasa pemrograman OUT NOT. Instruksi ini berfungsi untuk mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram sudah terpenuhi. Logikanya seperti contact NC relay. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.38.


Gambar 2.36. Simbol ladder diagram untuk instruksi OUT NOT.

9. Set dan Reset Intstruksi SET adalah seperti intruksi OUT, akan tetepi intruksi SET, bit yang menjadi operandnya akan bersifat latching (mempertahankan kondisinya). Artinya bitnya akan tetap dalam kondisi on walaupun kondisi inputnya sudah kondisi off. Untuk mengembalikannya ke kondisi off harus digunakan intruksi Reset. Intruksi ini hanya berlaku untuk sytemac C-serise tipe baru seperti CQM1,C200H, C200HS, C200HX/HE/HG/,CV-Serise. 10. AND LOAD Mempunyai simbol bahasa pemrograman AND LD. Untuk kondisi logika ladder diagram yang khusus seperti pada Gambar 2.39 dibawah ini.

Gambar 2.37. Simbol ladder diagram untuk instruksi AND LOAD. 11. OR LOAD Mempunyai simbol bahasa pemrograman OR LD. Untuk kondisi logika ladder diagram yang khusus seperti pada Gambar 2.40.

Gambar 2.38 Simbol ladder diagram untuk instruksi OR LOAD. 12. Differentiate Up dan Differentiate Down Mempunyai simbol bahasa pemrograman DIFU (13) untuk Instruksi Differentiate Up dan DIFD (14) untuk Instruksi Differentiate Down. Differentiate up dan Differentiate Down


berfungsi untuk mengubah kondisi logika operan dari Off menjadi On selama 1 scan time. 1 scan time adalah jumlah waktu yang dibutuhkan oleh PLC untuk menjalankan program dimulai sari alamat program 00000 sampai instruksi END (01). DIFU (13) sifatnya mendeteksi transisi naik dari input dan DIFD (14) mendeteksi transisi turun dari input. Simbol Ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.41.

Gambar 2.39. Simbol ladder diagram untuk instruksi DIFU (13) dan DIFD (14) 13. Timer dan Counter Mempunyai simbol bahasa pemrograman TIM untuk instruksi Timer dan CNT untuk instruksi Counter. Timer atau Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC 000 sampai dengan TC 511 tergantung tipe PLC nya. Jika suatu nomer sudah dipakai sebagai Timer atau Counter, maka nomer tersebut tidak boleh dipakai lagi sebagai Timer ataupun sebagai Counter. Jadi dalam satu program tidak boleh ada nomor Timer atau Counter yang sama. Nilai Time atau Counter pada PLC bersifat count down menghitung mundur dari nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol maka contact NO Timer atau Counter akan ON. Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam bentuk BCD dan dalam orde 100ms. Sedangkan Counter mempunyai orde angka BCD dan mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999. Simbol ladder diagram untuk Timer ditunjukkan pada Gambar 2.29 sedangkan untuk Counter ditunjukkan pada Gambar 2.42.

Gambar 2.40 Simbol ladder diagram untuk instruksi Timer.


Gambar 2.41 Simbol ladder diagram untuk instruksi Counter 14. Move Mempunyai simbol bahasa pemrograman MOV (21). Instruksi MOV (21) berfungsi untuk memindahkan data channel (16 bit data) dari alamat memori asal ke alamat memori tujuan atau untuk mengisi suatu alamat memori yang ditunjuk dengan data bilangan (hexadecimal atau BCD) [9] Simbol ladder diagram ditunjukkan pada Gambar 2.44.

Gambar 2.42 Simbol ladder diagram untuk instruksi Move

2.10 Tombol Push Button Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button dibedakan menjadi beberapa tipe, yaitu: a) Tipe Normally Open (NO) Tombol ini disebut juga dengan tombol start karena kontak akan menutup bila ditekan dan kembali terbuka bila dilepaskan. Bila tombol ditekan maka kontak bergerak akan menyentuh kontak tetap sehingga arus listrik akan mengalir.


b) Tipe Normally Close (NC) Tombol ini disebut juga dengan tombol stop karena kontak akan membuka bila ditekan dan kembali tertutup bila dilepaskan. Kontak bergerak akan lepas dari kontak tetap sehingga arus listrik akan terputus. c) Tipe NC dan NO Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal baut, sehingga bila tombol tidak ditekan maka sepasang kontak akan NC dan kontak lain akan NO, bila tombol ditekan maka kontak tertutup akan membuka dan kontak yang membuka akan tertutup.

Gambar 2.43. Simbol Tombol Tekan [13]


BAB III PERANCANGAN SISTEM Bab ini menjelaskan mengenai perancangan prototipe mesin pemilah barang berdasarkan jenis bahannya. Perancangan sistem yang akan dibahas pada bab ini terdiri dari dua bagian, yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

3.1

Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Dari sistem yang akan dibuat secara garis besar perancangan perangkat keras

(Hardware) terdiri dari tombol yang digunakan, power suplay, scanner, wiring PLC, rangkaian driver conveyor dan stopper. Untuk merancang perangkat keras, terlebih dahulu dilakukan perancangan blok diagram dari keseluruhan sistem yang akan dibuat.

Gambar 3.1. Blok diagram sistem Dari blok diagram tersebut, perangkat keras yang akan dibuat terdiri dari wiring PLC, rangkaian tonbol, scanner (S.optic1, S.inductive, S.optic2), driver motor DC dan stopper. Rangkaian controler pada prinsipnya akan menerima karakter yang dikirimkan dari rangkaian tombol dan scanner, yang kemudian sinyal tersebut akan diolah, selanjutnya rangkaian controler akan mengeluarkan sinyal yang memberikan instruksi pada driver motor dan stopper.

32


3.1.1. Desain Prototipe Setelah menentukan komponen-komponen yang akan digunakan maka langkah selanjutnya mendesain prototipe, pendesinan ini di fungsikan untuk acuan saat membuat prototie. Cara kerja sistem ini. Pertama tekan tombol reset untuk memulai menjalankan sistem lalu tekan tombol start maka conveyor akan aktif. Setelah itu letakan barang ke dalam magazin. Maka sensor magazine 1 akan mendeteksi benda. Setelah sensor magazine 1 mendeteksi maka solenoid magazine aktif untuk mendorong benda ke conveor. Fungsi dari magazin ini sendiri untuk menghantarkan benda ke conveyor. Agar barang tidak kemanamana atau barang tepat pada posisi tengah conveyor maka alat diberi sistem guide untuk memosisikan barang tetap pada posisi tengah conveyor. Lalu barang akan masuk dalam sebuah sistem scan. Dalam sistem ini terdapat sensor yang berfungsi untuk mendeteksi jenis bahan barang tersebut. Setelah barang sudah teridentifikasi maka stopper bekerja. Stopper berfungsi untuk menghantarkan barang ke kelompoknya sesuai jenis bahannya. Saat benda selesai melewati proses scan maka benda akan melewati sensor magazine 2, ketika sensor magazine 2 mendeteksi benda solenoid magazine akan bekerja lagi mendorong benda untuk menuju ke conveyor.

Gambar 3 .2 Ulur aistem secara umum


a

b

c Gambar 3.3. Desain prototip a. Tampak depan b. Tampak samping c. Tampak atas Tabel 3.1. Keterangan gambar 3.3. No

Keterangan

1

Conveyor

2

Magazine

3

Sensor optic 1

4

Sensor inductive

5

Sensor optic 2

6

Solenoid

7

Tempat pengelompokan barang

8

Motor DC

9

Sensor Magazine 1


3.1.2. Desain Conveyor Didalam alat ini conveyor digunakan untuk mentransport benda ke proses yang satu ke proses yang lain dengan otomatis sampai proses terakhir. Caonveyor yang akan di gunakan dalam alat berjenis belt coveyor. Ukuran conveyor yang akan dibuat 70cmx9,5cm.

Gambar 3.4. Ukuran conveor Bahan-bahan yang di perlukan untuk mebuat mekanik conveyor: a. AS bearing sepeda motor b. Bearing sepeda motor c. Akrilik d. Alumunium holo e. Kain katun f. Motor dc Untuk membuat conveyor diperlukan 2 As bearing. As bearing ini dugunakan untuk mengaitkan belt, sehingga belt dapat di putar. Agar As dapat berputar dan dalam posisi center maka di perlukan bearing sebanyak 4 buah. Cekaman bearing terbuat dari akrilik. Diperlukan pula alumuniun yang digunakan untuk body dari alat itu sendiri maupun sebagai tempat penyangga akrilik. Sedangkan belt menggunakan kain berjenis katun. Penggerak conveyor diperlukan motor dc. Motor dc yang di gunakan berjenis motor power window. Mortor ini memerlukan tegangan 12VDC. Motor ini di pilih karan amemiliki torsi yang besar.


Gambar 3.5. Posisi AS bearing sepeda motor

Gambar 3.6. bering

Gambar 3.7. bentuk cekaman bearing

a

b

Gambar 3.8. Motor Dc Power window a. gambar power window b. posisi motor


3.1.3. Rangkaian Tombol Untuk perancangan rangkaian tombol, digunakan tombol berjenis push button dan tombol deten. Prinsip kerja push button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC, setelah di lepas maka kontak kembali menjadi NO kembali. Tombol deten kebalikan dengan push button, jika tombol belum di tekan maka kontak pada tombol posisi NO saat di tekan maka kontak pada tombol akan berubah ke posisi NC. Untuk mengembalikan lagi dari posisi NC ke NO maka tombol perlu ditekan lagi. Tombol push botton ini akan berfungsi sebagai stop, reset dan start. Untuk tombol deten difungsikan untuk emergency stop. Dasar perancangan yang diperlihatkan pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Skema Rangkaian tombol Gambar 3.9 merupakan skema rangkaian tombol. Tombol-tombol ini digunakan sebagai inputan. Di setiap tombol memiliki dua buah kaki dimana salah satu kaki dari tombol itu di hubungkan ke catu daya 24V dan kaki satunya lagi di hubungkan ke connektor input dalam PLC. Didalam sistem ini memiliki 4 buah tombol, yaitu: START, STOP, RESET, dan EMERGENCY STOP. Tabel 3.2. Jenis-jenis tombol yang digunakan beserta fungsi-fungsinya Jenis

Nama

Fungsi

Alamat PLC

Push button

START

Memulai proses sistem

001

Push button

STOP

Menghentikan

proses

setelah 002

mengerjakan langkah terakhir Push button

RESET

Mengembalikan sistem

keadaan

awal 003


Jenis

Nama

Fungsi

Alamat PLC

Push deten

EMERGENCY

Menghentikan

STOP

karena terjadi kecelakaan atau

semua

sistem 004

kesalahan yang fatal. Tombol push button dapat di tunjukan pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. Tombol push button Tombol start di gunakan untuk menyalakan sistem. Tomol stop digunakan untuk menghentikan, jika ingin menyalakan atau menjalankan lagi tekan tombol start. Sedangkan emergency stop difungsikan untuk mematikan sistem, saat ada kesalahan waktu sistem sedang berjalan dan itu dikira fatal maka tombol emergency stop ini difungsikan. Jika ingin menjalankan lagi maka tombol reset ditekan dahulu sebelum tombol start di tekan.

3.1.4. Rangkaian Driver Motor DC Untuk mengen dalikan sebuah motor DC dibutuh kan sebuah driver motor. Driver ini berupa rangkaian relay. Cara kerjanya sebagain berikut saat tombol start di tekan maka PLC akan mendapat inputan dari tombol puhs button. Setelah mendapat inputan atau perintah maka PLC akan memprosesnya untuk mengeluarkan outputan. Output dari PLC akan mengaktifkan coil relay. Saat coil mendapat tegangan maka relay akan menjadi NO, otomati motor langsung bekerja. Sedamngkan untuk solenoid sedikit berbeda. Salah satu kaki selenoid di kaki NC pada relay.


Gambar 3.11. Driver motor

3.1.5. Rangkaian pendeteksi benda pada magazine Pada perancangan rangkaian menggunakan LED yang digunakan sebagai pemancar cahaya yang ditembakkan ke photodiode. Perancangan rangkaian ini diperlihatkan pada gambar 3.12. Rangkaian ini menggunakan dua buah LDR yang disinari oleh laser pointer.

Gambar 3.12. Rangkaian Sensor benda pada magazine Penggunaan photodiode tersebut ditujukan untuk mendeteksi benda pada magazine prototipe mesin pemilah barang sesuai jenisnya. Posisi tersebut terbagi dalam empat bagian. Ketika LED tepat mengenai photodiode maka sistem akan mendeteksi tidak ada benda yang terletak diposisi tersebut. Tetapi ketika tidak ada cahaya yang mengenai photodiode maka sistem akan mendeteksi bahwa benda berada diposisi tersebut.saat benda terdeteksi maka solenoid magazine akan aktif.


3.1.6. Scanner (pendeteksi) Scanner di fungsikan untuk mendeteksi suatu jenis bahan yang di gunakan pada barang yang masuk pada sistem scanner ini. Dalam sistem scanner menggunakan 3 buah sensor yang masing-masing sensor mempunyai kemampuan pendeteksian sesuai fungsinya masing-masing yang sudah di tunjukan pada dasar teori. Sensor-sensor yang di gunakan yaiut: sensor inductive, , sensor optic. Sensor-sensor ini masuk dalam inputan PLC. Tabel 3.3. Fungsi-fungsi sensor pada sistem dan pengalamatan input pada PLC Nama

Fungsi

Alamap PLC

Sensor inductive

Mendeteksi barang berjenis 005 logam

Sensor optic1

Mendeteksi barang berjenis 006 plastik

Sensor optic2

Mendeteksi barang berjenis 007 kayu

Dalam pendesainan jarak antara benda dengan sensor inductive 0,2cm, sedangkan sensor optic 1,5cm . Ukuran benda 3x3x3cm.

Gambar 3.13. Jarak antara sensor dengan benda Agar posisi jarak antra sensor dan benda tetap pada posisi 0,2cm untuk sensor inductive dan 1,5 untuk sensor optic maka setelah benda turun dari magazine, benda itu akan di atur ke posisi tengah dengan bantuan guide. Panjang guide 8cm. Guide ini terbuat dari lempengan alumunium yang di bentuk seperti yang di tunjukan pada gambar.

Gambar 3.14. Posisi guide dan bentuk guide arak antara sensor yang satu dengan yang lain kurang lebih 4cm.


Gambar 3.15. Jarak antara sensor satu dengan sensor yang lain. Dari acuan data sheet yang ada: a. Sensor inductive yang di gunakan bertipe PRDAT18-7DO dengan kapasitas jangkauan 7mm, dengan menggunakan daya sebesar 12-24VDC. Dari data sheet yang ada maka pembuat alat menggunakan sensor ini karena sesuai dengan apa yang diinginkan sipembuat alat. Jarak tempuh sensor sampai 7mm atau 0.7cm dan yang akan dibuat untuk mendeteksi benda sekitar 0.5cm atau 5mm. Jadi sensor yang dipilih sudah sesuai kapasitasnya. b. Sensor optic Diffuse with background supperssion. Dari data sheet yang ada sipembuat alat memilih sensor optic berjenis diffuse with background supperssion karena jarak pembacaan sensor dapat diatur-atur sesuai kebutuhan. Dan dari perancangan sipembuat alat merancang jarak antara sensor dengan benda berjarak 1.5cm. Cara penggunaan sensor ini mula-mula benda di letakan pada posisi dan jarak yang diinginkan. Sesudah diletakan maka sensor diset, jika sudah diset dan kapasitansi jarak sudah muncul pada display maka data siap untuk di save. c. Sensor optic Diffuse with background supperssion. Dari data sheet yang ada sipembuat alat memilih sensor optic berjenis diffuse with background supperssion karena jarak pembacaan sensor dapat diatur-atur sesuai kebutuhan. Dan dari perancangan sipembuat alat merancang jarak antara sensor dengan benda berjarak 1.5cm. Cara penggunaan sensor ini mula-mula benda di letakan pada posisi dan jarak yang diinginkan. Sesudah diletakan maka sensor diset, jika sudah diset dan kapasitansi jarak sudah muncul pada display maka data siap untuk di save. Saat percobaan masih menggunakan capasitor. Dalam rangkaian alat capasitor ini akan di ganti dengan dua lempengan besi berukuran 3cmx3cm. Lempengan ini berfungsi untuk mendapatkan nilai kapasitansi pada benda.


Tabel 3.4. Data pendeteksian sensor Optic1

Induktive

Optic2

Benda

1

-

1

Plastik

-

-

-

Kaca

-

-

1

Kayu

1

1

1

Logam

3.2. Perancangan Wiring pada PLC Sebelum melakukan pemrograman PLC, ada satu hal penting yang harus dikuasai yaitu wiring PLC dalam hal ini konfigurasi Input pada PLC. Dalam PLC yang berukuran kecil biasanya input sudah terinclude dalam modul PLC, artinya dalam PLC tersebut sudah terdapat CPU, power supply, I/O, dll dan biasanya PLC seperti ini jumlah I/O nya tidak dapat ditambah lagi. Untuk PLC yang berukuran lebih besar biasanya I/O nya terpisah, artinya CPU nya terpisah, modul I/O nya terpisah serta power supply nya jua terpisah. PLC yang akan di gunakan d alam sistem ini yaitu PLC keluaran dari OMRON CP1e. PLC ini memiliki 12 input dan 8 output. Dimana alampat input dari 000 sampai 011, sedangkan alamat output PLC dari 100.00 sampai 100.07. Tabel 3.5. Pengalamatan input dan output pada PLC INPUT

OUTPUT

NAMA

ALAMAT

NAMA

ALAMAT

Tombol START

000

Motor DC

100.00

Tombol STOP

002

Solenoid 1

100.01

Tombo RESET

003

Solenoid 2

100.02

Emergency Stop

004

Solenoid 3

100.03

Sensor inductive

005

Solenoid 4 (magazine)

100.04


INPUT

OUTPUT

Sensor optic1

006

Sensor optic2

007

Sensor Magazine 1

008

Gambar 3.16. Wiring input pada PLC

Gambar 3.17. Wiring output pada PLC


Tabel 3.6. Keterangan gambar 3.16 dan gambar 3.17 NO

KETERANGAN

1

Tombol Start

2

Tombol Stop

3

Tombol Reset

4

Emergency Stop

5

Sensor Idukcive

6

Sensor Optic1

7

Sensor Optic2

8

Sensor magazine 1

9

Sensor magazine

10

Motor DC

11

Solenoid 1

12

Solenoid 2

13

Solenoid 3

14

Solenoid 4 (magazine)

Gambar 3.18. Wiring pada PLC


3.3. Melakukan pemrograman PLC OMRON CP1E Melakukan pemrograman PLC CP1h. Hal – hal yang harus di lakukan adalah sebagai berikut: 1. Hidupkan PLC OMRON CP1h dengan menyambungnya ke sumber catu daya, lampu indicator PWR pada PLC akan menyala. 2.

Hubungkan PLC OMRON CP1h dengan PC, dengan menggunakan kabel CIF 02 port USB.

3. Akan muncul perintah instalasi dari port USB kabel CIF02. Ikuti perintahnya next next dan next sampai akhir perintah finish. 4. CX-Programmer adalah software untuk membuat program PLC CP1h dari Omron. Buka program CX-Programmer, maka akan muncul perintah Online registration, exit saja 5. Buka icon new untuk membuat program ladder baru, maka akan muncul box change PLC. Change PLC bertujuan untuk menyesuaikan program yang kita buat dengan jenis PLC yang kita gunakan. Karena PLC yang saya gunakan adalah PLC OMRON CP1h-N20DR-A, maka konfigurasinya adalah sebagai berikut

Gambar 3.19 tampilan setingan ganti device typenya menjadi CP1h (sesuaikan dengan PLC yang anda gunakan ) klik setting akan muncul box lagi.


Gambar 3.20 tampilan setingan device Ubah CPU typenya ke CPU 20 karena saya memakai jenis PLC dengan I/O 20 (sesuaikan denang PLC yang anda gunakan) penyesuaian ini bertujuan agar PC dapat berkomunikasi dengan PLC, kemudian ok dan ok. 6. Setelah itu akan mucul lembar kerja dan selanjutnya buatlah program yang hendak kita buat

Gambar 3.21 tampilan lembar kerja Lembar kerja adalah tempat untuk merancang diagram ladder yang akan digunakan. Semua instruksi tersedia dan pengguna tinggal memakainya. Buatlah diagram ladder dengan rung sedikit mungkin karena itu akan menghemat memori PLC yang dipakai. Sesuaikan urutan kerja sistem dengan urutan diagram ladder, karena diagram ladder dieksekusi mulai dari rung atas kemudian berlanjut ke bawah. Berikan keterangan pada setiap rung dan diagram ladder agar orang lain mudah untuk memahaminya. 7. Setelah selesai membuat program, klik save lalu klik program pilih Compile (Ctrl+F7) untuk mengetahui kesalahan dari program tersebut sehingga mucul tampilan seperti ini


Gambar 3.22 tampilan compile 8. Lakukan work online setelah tidak terjadi kesalahan dalam program. Selanjutnya adalah menghubungkan komputer ke PLC dengan cara klik PLC pada taskbar, work online klik Ok, lalu klik finish.Work online bertujuan agar saat program berjalan kita masih bisa melakukan monitoring alur kerja program pada diagram ladder. Pada PLC lampu indicator COMM akan menyala yang menandakan bahwa PLC telah terhung ke PC. 9. Lakukan download program dari CX-programmer ke PLC OMRON CP1Eseperti pada gambar

Gambar 3.23 cara mendownload program PC to PLC 10. selanjutnya lakukan RUN dengan klik PLC, operating mode, RUN. Lampu indicator RUN pada PLC akan menyala. Program siap diekseskusi oleh PLC


START

INISIASI INPUT

Apakah tomol START ditekan?

Motor (conreor) aktif

Apakah Sensor Magazin 1 aktif?

Solenoid Magazine

Apakah Sensor Pemilah 1 aktif?



Solenoid 1

Solenoid 2

Solenoid 3

Apakah Sensor Magazin 1 aktif?

SELESAI

Gambar 3.24. Alur pemrograman sistem


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi mengenai hasil implementasi alat dari prototipe mesin pemilahan barang berdasarkan jenisnya beserta pembahasannya yang akan dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu hasil perancangan perangkat keras, hasil perancangan perangkat lunak dan hasil pengujian sistem.

4.1.

Bentuk Fisik Prototipe Mesin Pemilah Barang Berdasarkan Jenisnya Bentuk fisik prototipe mesin pemilahan barang berdasarkan jenisnya secara

keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4.1. yang telah dibuat sesuai dengan perancangan pada BAB III.

Gambar 4.1. Hasil perancangan prototipe mesisn pemilah barang berdasarkan jenisnya Kerangka meja memiliki ukuran panjang 100cm, lebar 40cm, dan tinggi 87cm yang terbuat dari bahan logam sedangkan kerangka prototipe berbahan alumunium. Dalam sistem prototipe mesin pemilahan berdasarkan jenisnya memiliki empat proses dalam mesin ini. Proses pertama addalah proses suplay. Proses suplay ini berfungsi unutk mengirimkan benda kerja ke conveyor. Proses kedua adalah proses sacanner proses ini yang menentukan jenis benda. Proses ketiga adalah proses stopper proses ini untuk menyetop benda dan bengirimkan 49


ke tempatnya. Proses berikutnya proses ke empat proses penempatan benda kerja ke tempat hasil pemilahan. Cara mengoperasikan alat ini yang pertama di lakuan hidupkan MCB untuk menyalakan power supplay setelah power supplay menyala tekan tombol reset lalu tombol start maka maka alat sudah dapat di operasikan. Untuk cara kerja sistemnya sendiri sebagai berikut, tekan tombol reset untuk memulai karena tombol reset adalah syarat memulai sistem, lalu tekan tombol start maka conveyor akan aktif setelah conveyor aktif letakan benda kerja ke tempat kotak ukur yang ada pada magazin. Sensor pada magazin akan mendeteksi benda kerja sensor yang di gunakan sensor photodiode sensor ini digunakan untuk mengatifkan solenoid pendorong benda kerja. Saat solenoid aktif maka benda kerja akan terdorong dan jatuh ke conveyor. Conveyor mengirim benda kerja ke proses scanner agar benda dapat diketahui jenis bahannya. Setelah di ketahui jenis bahanya conveyor mengirimkan ke proses stopper. Proses ini difungsikan untuk mengirimkan benda kerja ke tempat hasil pemilahan sesuaai jenisnya. Tempat hasil pemilahan yang pertama dikususkan benda kerja berjenis logam, tempat hasil pemilahan yang kedua difungsikan benda kerja berjenis plastik, tempat hasil pemilahan yang ketiga untuk benda kerja berjenis kayu, sedangkan tempat hasil pemilahan yang keempat berada di ujung tempat hasil pemilahn ini di kususkan benda kerja berjenis kaca. Tempat hasil kerja ini di tempatkan di ujung karena bendakerja tidak di stop saat benda kerja masuk dalam proses stopper. Jumlah benda kerja yang akan dipilah sebanyak empat buah (kayu, plastik, kaca, dan logam). Masing benda kerja berjumlah 2 benda kerja berukuran 3x3x3. Benda kerja dapat di lihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Bentuk-bentuk benda kerja Bahan kerja logam berdasan dasar karton tebal yang dibentuk kotak sesuai ukuran yang sudah ditentukan lalu dibungkus alumunium foil. Bahan kerja untuk jenis kayu terbuat dari kayu sengon yang dibentuk kotak. Bahan kerja plastik dibuat dari akrilik yang dibentuk kubus. Sedangkan untuk bahan keja kaca menggunakan kaca lembaran berwarna hitam yang dipotong kotak lalu di satukan sampai membentuk kubus dan berukuran sesuai yang sudah ditentukan.


4.2.

Pengujian Sistem Percobaan sistem dapat dilihat pada tabel 4.1. Angka 1 pada sensor menunjukan

bahwa sensor dapat mendeteksi, dan angka 1 pada solenoid menunjukan solenoid itu sudah aktif. sedangkan angka 0 pada sensor dan solenoid menujukan bahwa sensor dan solenoid belum aktif Tabel 4.1 Pengujian sistem.

Percobaan

Benda

Sensor Optik 1

Sensor Induktive

1

Logam

1

1

1

1

1

1

Benda Masuk Tempat Hasil Pemilah Tidak

2

Logam

1

1

1

1

1

1

Tidak

3

Logam

1

1

1

1

1

1

Ya

4

Logam

1

1

1

1

1

1

Ya

5

Logam

1

1

1

1

1

1

Tidak

6

Plastik

1

0

1

0

1

1

Ya

7

Plastik

1

0

1

0

1

1

Tidak

8

Plastik

1

0

1

0

1

1

Tidak

9

Plastik

1

0

1

0

1

1

Tidak

10

Plastik

1

0

1

0

1

1

Tidak

11

Kayu

0

0

1

0

0

1

Tidak

12

Kayu

0

0

1

0

0

1

Tidak

13

Kayu

0

0

1

0

0

1

Tidak

14

Kayu

0

0

1

0

0

1

Ya

15

Kayu

0

0

1

0

0

1

Tidak

16

Kaca

0

0

0

0

0

0

Ya

17

Kaca

0

0

0

0

0

0

Ya

18

Kaca

0

0

0

0

0

0

Ya

19

Kaca

0

0

0

0

0

0

Ya

20

Kaca

0

0

0

0

0

0

Ya

Sensor Solenoid Solenoid Solenoid Optik 1 2 3 2

Dari hasil percobaan di atas untuk menentukan benda kerja berjenis logam semua sensor akan mendeteksi, untuk benda kerja berjenis palastik yang mendeteksi sensor optik 1 dan sensor optik 2, dan untuk benda kerja berjenis kayu hanya sensor optik 2 saja yang dapat mendeteksi. Sedangkan benda kerja berjenis kaca tidak dapat di deteksi tiga sensor, sensor optik satu maupun dua dan sensor inductive. Sensor optik 1 mengaktifkan solenoid 2 untuk menstop benda kerja berjenis plastik, sensor induktive mengaktifkan solenoid 1 untuk


menstop benda kerja berjenis logam, dan untuk solenoid 3 di aktifkan sensor optik 2 yang digunakan untuk menstop benda kerja berjenis kayu. Sensor yang digunakan sudah dapat mendeteksi jenis benda kerja dengan tingkat keberhasilan 100%, dan solenoid sebagai penggerak plat pemilah juga sudah dapat bekerja dengan baik dengan tingkat keberhasilan 100%. Tetapi prototipe ini masih ada kendala karena benda kerja belum dapat masuk ke tempat hasil pemilahan, tingkat keberhasilan masih 45%

dan masing-masing tingkat

keberhasilan benda kerja yang masuk ke tempatnya seperti plastik 20%, kayu 20%, dan logam 40%. Benda kerja yang dapat masuk ke tempatnya dengan peresentase 100% hanya benda k erja berjenis kaca.

4.3. Pengujian Sub Sistem 4.3.1. Magazine Bahan baku pembuatan rangka magazine breupa logam berjenis alumunium. Bahan alumunium di gunakan karena kuat, ringan dan teksturnya rata sehingga cocok untuk digunakan, dapat dilihat di gambar 4.3.

Gambar 4.3. Hasil perancangan magezine Agar benda kerja yang masuk ke magazine sesuai dengan ukuran yang di sesuaikan maka penulis menambahkan kotak ukur untuk membatasi ukuran benda kerja yang masuk ke magazine. Kotak ukur dapat dilihat pada gambar 4.4. Kotak ukur ini berukuran 3,3X3,3X9.


Gambar 4.4. Kotak ukur magezine Jadi benda kerja yang dapat masuk dalam kotak ukur harus sesuai ukuran, jika benda kerja lebih besar dari ukuran kotak ukur maka benda kerja tidak dapat masuk, tetapi jika benda kerja lebih kecil dari ukuran kotak ukur benda tetap bisa masuk tetapi nanti saat di proses stopper benda kerja tidak dapat di stop karena tidak sesuai ukuran. Hasil pengujian magazine dapat dilihat pada tabel 4.2. Pengujian diambil berdasarkan semua jenis baenda kerja, setiap masing-masing jenis benda kerja ada 2 buah A dan B. Percobaan diambil sebanyak 3 kali. Angka 1 menunjukan benda dapat turun ke conveyor. Tabel 4.2 Hasil pengujian magazine Benda kerja

Percobaan A B

Plastik

A B A B A B

Kayu

A B A B

1 2 3 1 2 3

Benda dapat Lolos 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1


Benda kerja

Percobaan A B

Plastik

A B A B A B

Kayu

A B A B

1

Benda dapat Lolos 1

2 3 1 2 3

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Berdasarkan tabel 4.2, magazine yang dibuat sudah sesuai perancangan karena semua jenis benda kerja sudah dapat turun ke conveyor.

4.3.2. Pengujian Otomasi Magazine Untuk otomasi magazine, di gunakan sensor photodiode untuk mendeteksi benda sudah ada di magazine atau belum, sedangkan pendorong benda kerja menggunakan solenoid electrick. Jadi saat sensor mendeteksi benda kerja pada magazine maka solenoid aktif dan benda kerja akan terdorong ke conveyor. Letak sensor dan solenoid dapat dilihat pada gambar 4.5 dan data pengujian dapat di lihat pada tabel 4.3.

Gambar 4.5. Sensor magazine dan solenoid magazine


Tabel 4.3 Pengujian otomasi magazine

Berdasarkan tabel 4.3, benda kerja dapat di kirim ke conveyor jika benda kerja saat berada di kotak ukur tidak di tumpuk atau benda kerja yang ada di kotak ukur berjumlah satu. Karena saat solenoid belum aktif panjang benda kerja yang tidak mengenai magazine 0,6Cm dan setelah solenoid aktif panjang benda kerja yang tidak mengenai magazine 1,4Cm. Jadi beda kerja akan jatuh ke conveyor. Gambar ilustrasi dapat dilihat pada gambar 4.6. Tetapi jika pada saat kotak ukur berisi dua atau tiga benda kerja, solenoid tidak dapat menjatuhkan benda kerja di conveyor pada tabel diberi angka 0. Tetapi sensor yang di pasang sudah dapat mendeteksi benda kerja dan solenoid dapat aktif juga pada tabel diberi angka 1. Hal ini disebabkan karena panjang solenoid saat aktif belum cukup mendorong benda. Panjang dorong solenoid yang di hasilkan saat aktif 0,8Cm sehingga benda kerja masih menda paat beban di belakang. Jadi solenoid hanya dapat mendorong satu benda kerja saja. Gambar ilustrasi dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4.6. Ilustrasi saat benda kerja tanpa tumpukan dan di dorong Posisi solenoid tidak aktif A. Posisi solenoid aktif


Gambar 4.7. Ilustrasi saat benda kerja di tumpuk dan di dorong A. Solenoid belum aktif B. Solenoid aktif

4.3.3. Conveyor Bahan-bahan conveyor yang dibuat yaitu: untuk belt conveyot menggunakan kain, pemutar belt menggunakan as motor dan bering dan untuk memutar conveyor itu sendiri menggunakan motor DC powerwindow. Ukuran conveyor yang dibuat yaitu dengan panjang 73cm dan lebatr 9,5cm. Bentuk conveyor dapat dilihat di gambar 4.8. Pengujian berupa data waktu yang dihasilkan conveyor untuk mengirim benda kerja dari ujung ke ujung dan waktu yang di dapat saat benda kerja dari ujung ke tempat hasil kerja. Data waktu untuk pengiriman benda kerja ke tempat hasil pemilahan diambil saat sistem stopper bekerja dengan baik. Data pengujian conveyor dapt dilihat pada tabel 4.4.

Gambar 4.8. Bentuk conveyor yang sudah dipasang dan letak motor Dc powerwindow


Tabel 4.4. Pengujian waktu yang dihasilkan conveyor Benda

Waktu yang didapat dari ujung ke ujung

Plastik

3,1 detik

Waktu yang di dapat saat benda kerja dari ujung ke tempat hasil pemilah 3,8 detik

Kayu

3,2 detik

4,1 detik

Kaca

3,4 detik

3,4 detik

Logam

3,2 detik

3,7 detik

Berdasarkan tabel 4.4, dapat diketahui bahwa conveyor yang dibuat dapat membawa benda kerja dengan waktu kurang lebih 3 detik dari ujung ke ujung conveyor. Dan dapat mengirimkan benda kerja berjenis plastik dengan waktu 3,8 detik, benda kerja berjenis kayu dengan waktu 4,1 detik, benda kerja berjenis kaca 3,4 detik dan benda kerja berjenis logam 3,7 detik ke tempat hasil pemilahan.

4.3.4. Guide Berdasarkan yang sudah dirancang agar posisi benda dapat di atur sesuai keinginan maka dibuat sistem guide. Guide ini terbuat dari plat alumunium yang dibengkokkan. Bentuk guide dapat di lihat pada gambar 4.9. untuk mengetahui posisi benda saat melewati guide dapat di lihat pada gambar 4.10.

Gambar 4.9. Bentuk guide

Gambar 4.10. Posisi benda saat melewati guide Guide ini dapat memosisika benda di tengah conveyor dapat di lihat pada gambar 4.10 dimana posisi benda berada pada 3,5Cm dari sisi kiri conveyor dan 3Cm dari posisi kanan


conveyor dan ukuran panjang conveyor 9,5Cm. Dari keterangan di atas sistem guide ini suda dapat memosisikan benda di tenganh conveyor.

4.3.4. Pengujian Sistem Scanner Sistem scanner difungsikan unrtuk mendeteksi jenis benda. Untuk mendeteksi jenis bahan benda menggunakan 3 sensor yaitu dua sensor optik dan sensor inductive. Sensor optik yang digunakan bertipe BF5R-D1-N. Seperti yang sudah di ketahui benda kerja yang akan dideteksi ada 4 jenis benda (kayu, kaca, plastik, dan logam) masing-masing benda kerja ada 2 buah. Pengujian sensor yaitu mengenai jarak baca sensor, pengujian setiap sisi benda, dan kemampuan pembacaan sensor. Percobaan sensor dapat di lihat pada tabel 4.5 untuk percobaan sensor optik 1, tabel 4.6 untuk percobaan sensor optik 2, dan tabel 4.71 untuk percobaan sensor inductive. Tabel 4.5. Percobaan sensor optik 1 Benda

Jarak bendasensor 1,5Cm

Plastik 2Cm 1,5Cm Kaca 2Cm 1,5Cm Kayu 2Cm 1,5Cm Logam 2Cm

Pembacaan Sensor Optik 1 sisi 1

sisi 2

sisi 3

sisi 4

sisi 5

sisi 6

A

548

538

540

513

529

530

B A B A B A B A B A B

540 427 528 68 65 65 77 324 357 363 470

557 514 548 71 40 37 68 404 468 504 508

553 511 534 67 180 104 90 290 483 387 477

552 493 526 60 13 19 62 460 464 506 438

546 463 509 53 132 131 63 362 306 466 383

540 516 519 155 73 71 84 470 334 556 377

A

2863

3706

4051

4105

3425

2706

B A B

5085 2292 5886

4221 6493 3185

5924 5690 6620

4610 3845 4963

4250 3266 3321

4070 7449 3175


Tabel 4.6. Percobaan sensor optik 2 Jarak Benda

Pembacaan Sensor Optik 2

benda-

sisi 1

sisi 2

sisi 3

sisi 4

sisi 5

sisi 6

A

302

323

317

287

277

314

B

322

328

326

336

312

324

A

321

316

302

301

302

304

B

323

329

327

324

314

315

A

45

52

46

34

28

99

B

45

52

46

34

85

49

A

50

53

50

34

34

55

B

53

44

75

18

80

51

A

204

277

210

293

352

264

B

256

315

336

348

209

207

A

205

291

213

288

242

364

B

263

314

331

363

209

210

sensor 1,5Cm Plastik 2Cm

1,5Cm Kaca 2Cm

1,5Cm Kayu 2Cm

1,5Cm Logam 2Cm

A 3361 2429 3323 2920 1816 2376 B

2944 3366 2326 2900 2753 2742

A 3321 3724 2668 2841 1820 3549 B

3314 1936 2360 2696 3576 2331

Angka-angka yang ada pada sensor optik1 dan sensor optik2 adalah incident light level yang tertera pada display sensor. Karena benda kerja dibuat dengan cara manual maka setiap sisi dari benda kerja akan dicoba satu-satu sehingga mendapatkan data semua sisi. Pengambilan data di setiap sisi ini digunakan untuk mengkalibrasi sensor tersebut. Dari tabel tersebut warna kuning sebagai batas bawah, warna merah sebagai batas atas, dan yang nilai yang dimasukan dalam sensor adalah data yang berwarna kuning. Karena sistem pembacaan sensor ini incident light level, jadi sensor optik dapat mengeluarkan output saat pembacaan incident light level yang dibaca sensor melebihi incident light level yang sudah ditetapkan yang tertera pada display sensor. Untuk sensor optik 1 difungsikan membaca benda kerja berjenis plastik dan incident light level yang dimasukan kesensor sebesar 427 sedangkan sensor optik 2 difungsikan benda kerja berjenis kayu incident light level yang dimasukan ke sensor sebesar 204.


Tabel 4.7. Percobaan sensor inductive

Sensor inductive hanya dapat mendeteksi benda kerja berjenis logam dan jarak sensor dengan benda kerja tidak boleh melebihi 0,5Cm jika benda kerja berjenis logam melebihi 0,5Cm maka sensor tidak dapat mendeteksi. Jarak yang dibuat antara sensor dengan benda kerja 0,3Cm jadi sensor masih dapat mendeteksi benda kerja berjenis logam. Hal ini dibuktikan pada tabel 4.11 dimana angka 0 pada tabel menunjukan sensot tidak aktif dan angka 1 menunjukan sensor aktif. Jadi sensor dapat aktif pada jarak maksimal 0,5Cm.

4.3.5. Bentuk Fisik Stopper dan Tempat Hasil Pemilahan Beserta Pengujiannya Pembuatan stopper dan tempat hasil pemilahan mengacu pada perancangan. Bentuk stopper dapat dilihat pada gambar 4.11 sedangakan fungsi-fungsi perbagian stopper dapat dilihat pada tabel 4.8.


Gambar 4.11. Bentuk stopper dan tempat hasil pemilahan Tabel 4.8. Fungsi-fungsi perbagian stopper No

Keterangan

Fungsi

1

Tempat hasil pemilahan

Untuk menampung benda yang sudah terdeteksi menurut jenis bahan bendanya

2

Plat stopper

Untuk menghentikan dan mengubah arah benda agar masuk ke tempat hasil pemilahan

3

Solenoid Electrik

Untuk menggerakan plat

Saat plat turun maka benda akan berhenti dan benda akan diarahkan ketempat hasil pemilahan sesuai jenisnya. Plat yang mengenai benda setinggi 0,8cm. Dikarenakan panjang dorongan solenoid hanya dapat mendorong 1cm saja. Sedangkan jarak saat plat belum turun dengan benda setinggi 0,2cm dapat dilihat pada gambar 4.12.

Gambar 4.12. Plat stopper saat turun dan saat masih di atas Dari data pengujian sistem dapat dilihat pada tabel 4.1, sistem pemilahan belum sempurna karena terdapat kendala pada sistem stopper. Hal ini terjadi karena sistem mekaniknya yang kurang sempurna. Pada saat benda sudah dideteksi jenisnya solenoid dapat


aktif plat penyetop dapat turu tetapi karena jarak pendorong yang di hasilkan solenoid tidak bisa panjang hanya 1Cm dan plat yang mengenai benda dengan panjang dorong 0.8cm dan tekstur dasar conveyor lentur maka benda mendapat tekana dari atas dan bawah sehingga benda akan berubah posisi dari tegak menjadi miring sehingga ada dua kemungkinan yang terjadi yang pertama belt conveyor berhenti karena mendapat tekanan dari benda kerja yang terjepit pada plat penyetop, dan yang kedua benda kerja bisa menerobos plat. Hal ini yang menyebabkan benda kerja tidak mau masuk dan sering kali benda tidak dapat berhenti untuk bergeser masuk ke tempat hasil kerja dengan sempurna. Dapat dilihat pada gambar 4.13.

Gambar 4.13. Keadaan sistem stopper saat mengalami kendala

4.4. Bentuk Elektri dan Pengkabelan PLC Semua rangangkaian elektrik dan pengkabelan PLC ada pada panel box. Panel box dapat di lihat pada gambar 4.14 untuk keterangan gambar dan fungsinya dapat dilihat pada tabel 4.9.

Gambar 4.14. Panel box


Tabel 4.9. Keterangan gambar 4.10 dan fungsinya No

Keterangan

Fungsi

1

Power 24V

Memberi tegangan pada rangkaian

2

Power 12V

Memberi tegangan pada PLC

3

Connectors +24V

Koneksi rangkaian ke +24V

4

Connectors -24V

Koneksi rangkaian ke -24V

5

Connectors +12V

Koneksi rangkaian ke +12V

6

Connectors -12V

Koneksi rangkaian ke -12V

7

PLC1E

Memprogram sistem

8

Connectors OUTPUT PLC Koneksi outputan pada PLC

9

Connectors INPUT PLC

10

Rangakaian

Koneksi inputan pada PLC

pendeteksi Mendeteksi benda pada magazine

benda di magazine 11

Driver

solenoid

di Mengubah tegangan dari 24V ke 12V

magazine 12

Driver

motor

dc

dan Mengubah tgangan 12V ke 24V

solenoid conveyor 13

Fuse

Pengaman arus atau tegangan

14

MCB

Pengaman arus atau tegangan

Nomor 10 dan 11 pada gamabar digunaka untuk sistem otomasi di magazine. Pada rangkaian pendeteksi benda sesuai pada perancangan yang telah direncanakan, digunakanlah sensor photodiode sebagai syarat mengaktifkan solenoid pada magazine. Jika sensor belum mendeteksi benda maka syarat untuk mengeksekusi benda tidak akan bisa dilakukan karena solenoid belum aktif. Dibawah ini merupakan gambaran hasil dari perancangan rangkaian pendeteksi benda beserta hasil pengujian sensor terhadap pembacaan benda. Jika benda ada pada kotak ukur maka Pemancar dan menerima pada senssor photodiode akan terhalang. Rangkaian dapat di lihat pada gambar 4.15 dan gambar 4.16 sedangkan keterangan dan fungsi gambar dapat dilihat pada tabel 4.10. Saat sensor mendeteksi benda output comparator sebesar 7,4V sedangkan saat sensor tidak mendeteksi benda output comparator sebesar 1,6V. Pengujian sensor deteksi benda pada magazine dapat di lihat pada tabel 4.11.


Gambar 4.15. Rangakaian deteksi benda pada magazine

Gambar 4.16. Rangakaian driver solenoid Tabel 4.10. Keterangan gambar 4.15 dan 4.16 beserta fungsinya NO

Keterangan

Fungsi

1

-12V dan +12 V

Sebagai power tegangan

2

-24vdc

Sebagai input ke PLC

3

Ic 741

Ic comparator (pembanding) antara tegangan masukan dari photodiode dengan tegangan referensi dari potensio

4

Relay 12vdc

Sebagai pengubah tegangan 12V ke 24V

5

Outputan NC

Sebagai input ke PLC

relay -24V 6

Photodioda

Sebagai penerima dari infrared

7

Infrared

Sebagai pemancar ke photodiode

8

Potensio

Sebagai pembagi tegangan yang digunakan untuk tegangan referensi di komparator

9

Outputan dari PLC +24V

Untuk mengaktifkan relay


NO

Keterangan

Fungsi

10

-24V

Sebagai power relay

11

Solenoid

Mengaktifkan solenoid

12

+12V

Memberi tegangan +12V ke solenoid

Tabel 4.11. Pegujian sensor deteksi benda pada magazine

Dari pengujian dapat dilihat bahwa rangakaian rangkaian sensor deteksi ini dapat bekerja sesuai harapan, karena keluaran dari ic 743 dapat menghidupkan relay. Relay ini berfungsi untuk megubah tegangan dari 12V menjadi keluaran 24V yang nantinya sebagai input PLC. Karena koil relay mendat tegangan 24V. Setelah PLC mendapat input maka PLC akan memproses dan mengeluarkan output yang nanti dimasukan ke driver solenoid. Output dari PLC untuk mengaktifkan relay pada driver solenoid, relay ini untuk mengubah 24V ke 12V yang nantinya untuk mengaktifkan solenoid. Pemasangan dapat dilihat pada tabel 4.9.

4.5.

Hasil Perancangan Perangkat Lunak Serta Pembahasan Cara Kerja

Sistem Hasil perancangan perangkat lunak membahas tentang cara kerja sistem di PLC. Dari input sampai outputan PLC. Untuk input dan output PLC serta alamat-alamatnya dapat di lihat di lampiran. Untuk menjalankan sistem pertamakali tombol reset ditekan, tombol reset digunakan untuk mengaktifkan sistem. Program reset dapat dilihat pada gambar 4.17.


Gambar 4.17. Program reset Setelah tombol reset di tekan maka langkah selanjutnya tekan tombol start maka motor akan berputar. Program dapat dilihat pada gambar 4.18.

Gambar 4.18. Program start dan motor Pada saat sensor pendeteksian benda di magazine mendeteksi benda maka output pada sensor masuk ke comparator, comparator masuk ke relay sehingga relay mengubah tegangan dari 12V menjadi tegangan -24V. Hal ini terjadi karena coil relay terhubung dengan -24V. -24V ini yang nantinya akan di gunakan untuk syarat input PLC. Setelah PLC mendapat inputan maka PLC akan mengeluarkan output +24V yang disambungkan ke relay 24V. Relay 24v ini digunakan untuk driver solenoid pada magazine. Saat relay driver solenoid magazine ini aktif maka relay mengeluarkan +12V sehingga solenoid aktif. Program di PLC dapat di lihat pada gambar 4.19 dan 4.20.

Gambar 4.19. Program sensor magazine


Gambar 4.20. Program pengaktifan solenoid magazine Solenoid magazin aktif maka benda kerja akan jatuh ke conveyor lalu di posisikan di tengan oleh guide. Setelah benda melewati guide maka proses selanjutnya yaitu sistem scanner. Proses sistem scaner seperti berikut: jika benda kerja terdeteksi logam maka sensor induktive aktif. Output sensor akan menberi syarat input pada PLC sehingga PLC dapat mengeluarkan output +24V. Output PLC sebagai syarat mengaktifkan driver solenoid sttoper satu, jika driver solenoid sudah aktif maka aktif juga solenoid satu. Rangkaian driver solenoid dapat di lihat pada lampiran L3. Untuk benda berjenis plastik maka optic 1 aktif. Output sensor akan menberi syarat input pada PLC sehingga PLC dapat mengeluarkan output +24V. Output PLC sebagai syarat mengaktifkan driver solenoid sttoper dua, jika driver solenoid sudah aktif maka aktif juga solenoid dua. Rangkaian driver solenoid dapat di lihat pada lampiran L3. Untuk benda kayu maka optic2 aktif. Output sensor akan menberi syarat input pada PLC sehingga PLC dapat mengeluarkan output +24V. Output PLC sebagai syarat mengaktifkan driver solenoid sttoper tiga, jika driver solenoid sudah aktif maka aktif juga solenoid tiga. Rangkaian driver solenoid dapat di lihat pada lampiran L3. Sedangkan untuk benda kaca ketiga sensor ini tidak mendeteksi sehingga stopper meloloskan benda ini. Sedangkan untuk gambar dapat di lihat pada gambar 4.20 untuk program proses pendeteksian logam, gambar 4.21 untuk program pendeteksian plastik, dan program pendeteksian kayu pada gambar 4.22.


Gambar 4.21. Program pendeteksian logam

Gambar 4.22. Program pendeteksian Plastik

Gambar 4.23. Program pendeteksian Kayu


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan pengujian pada alat prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenisnya, dapat disimpulan sebagai berikut : 1. Prototipe mesin pemilah benda berdasarkan jenisnya dapat dibuat sesuai perancangan. 2. Prototipe mesin pemilahan benda berdasarkan jenisnya sudah dapat mendeteksi jenis benda kerja dengan tingkat keberhasilan 100%. 3. Benda kerja belum bisa masuk ke tempat hasil pemilahan dengan sempurna dengan presentase keberhasilan masing-masing benda kerja yaitu logam 40%, plastik 20%, kayu 20%, kaca 100% dan total kerberhasilan keseluruhan 45%. 4.

Sistem pendorong pada magazin hanya dapat mendorong benda kerja tanpa tumpukan.

5.2. Saran Berdasarkan hasil implementasi yang diperoleh, untuk pengembangan lebih lanjut ada beberapa saran agar alat ini dapat bekerja lebih baik, yaitu : 1. Mengganti solenoid atau mengubah mekanik pada pendorong pada magazine dan pada sistem stopper.

69


DAFTAR PUSTAKA

[1]

http://www.slideshare.net/infosanitasi/dasardasar-sistem-pengelolaan-sampah

[2]

http://www.indriany.com/undang-undang-ri-tentang-pengelolaan-sampah/

[3]

------,

------,

2012,

Elektronika

Dasar,

http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/prinsip-kerja-motor-dc/ diakses tanggal 4 juli 2012 [4]

Handy Wicaksono, 2009, Porogrammable Logic Contorller: Teori, Pemprograman

dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem, Edisi pertama, Graha Ilmu, Yogyakarta. [5]

I

Putu

Giovani

Eliezer

,2013,

Mengenal

Sesor

Proxsimity

http://www.geyosoft.com/2013/mengenal-sensor-proximity diakses tanggal 2 february 2013 [6]

------,

------,

2012,

Elektronika

Dasar,

http://elektronika-

dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor/ diakses tanggal 8 juli 2012 [7]

------, ------, 2006,

http://thesis.binus.ac.id/doc/Bab2/LBM2006-328-

Bab%202.pdf [8]

------,

------,

2011,

http://themoneysaving.blogspot.com/2011/02/sensor-

proximity.html di akses tanggal 25 februari 2011 [9]

William Bolton, Porogrammable Logic Contorller (PLC) Sebuah Pengantar, Edisi

ketiga, ERLANGGA, Jakarta [10] ------, -------, AUTONIC, http://www.autonics.co.in/products/products_detail.php?catecode=01/01/02&db_uid=633


LAMPIRAN

711

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI L.1

Lampiran Tabel Hasil Pengujian Alat L1. Hasil perancangan prototipe mesisn pemilah barang berdasarkan jenisnya


L2. Hasil pengalamatan input dan output pada PLC


L3. Hasil pengkabelan pada PLC


L4. Gambar rangkaian keseluruhan


LISTING PROGRAM L5. Listing Program Keseluruhan


No title

Recommend Documents