Perpustakaan Unika
PROSES PEMISAHAN PADA TANGKI HASIL PENYULINGAN MINYAK KAYU PUTIH SECARA OTOMATIS
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh : AG KANDHU ADY B 01.50.0020
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2007
Page 2 of 76 Perpustakaan Unika
PENGESAHAN
Laporan tugas akhir dengan judul : “Proses Pemisahan Pada Tangki Hasil Penyulingan Minyak Kayu Putih Secara Otomatis ” diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan tugas akhir ini disetujui pada tanggal Februari 2007 dan siap untuk diajukan ke ujian tugas akhir. Semarang,
Maret 2007
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
( Yulianto Tejo P, ST, MT ) NPP. 058.1.1993.144
(T Brenda Chandrawati, ST, MT) NPP. 058.1.1995.177
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri
(Leonardus Heru P, ST. MT) NPP. 058.1.2000.234
Page 3 of 76 Perpustakaan Unika
ABSTRAK Kebutuhan akan tenaga konvensional pada pekerjaan-pekerjaan yang rumit, lambat laun mulai ditinggalkan dan diganti dengan aplikasi sensor-sensor untuk proses-proses yang bersifat otomatis. Salah satunya adalah penggunaan sensor dalam aplikasi otomatisasi pembuangan air dari dalam tabung penyulingan minyak kayu putih dan pengisian minyak kayu putih kedalam kemasan yang bekerja secara otomatis. Salah satu jenis sensor yang sesuai untuk aplikasi diatas adalah dengan menggunakan Light Diode Resistance (LDR). Dengan dasar bahwa intensitas cahaya yang diterima oleh LDR akan berbeda bila cahaya dari led tersebut menembus cairan yang mempunyai warna yang berbeda, sehingga menghasilkan tegangan keluaran dari LDR yang berbeda. Dari perbedaan tegangan tersebut maka dapat digunakan untuk membedakan antara air dan minyak kayu putih yang selanjutnya akan diproses secara otomatis. Sedangkan untuk laju kemasan, menggunakan konveyor yang dijalankan menggunakan motor stepper. Berdasarkan penjelasan diatas, penulis berkeinginan untuk merancang sistem untuk diaplikasikan ke simulasi perangkat keras di atas, yaitu Proses Pemisahan Pada Tangki Hasil Penyulingan Minyak Kayu Putih Secara Otomatis.
Page 4 of 76 Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatnya-Nya sehingga penyusunan laporan Tugas Akhir dengan judul “Proses Pemisahan Pada Tangki Hasil Penyulingan Minyak Kayu Putih Secara Otomatis” dapat terselesaikan dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik
Elektro
di
Fakultas
Teknologi
Industri
Universitas
Katholik
Soegijapranata Semarang, disamping itu supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini, penulis telah mendapatkan banyak bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Tuhan Yesus dan Bunda Maria yang menjadikan semua menjadi benar dan tepat pada waktunya. Thanx a lot. 2. Bapak Leonardus Heru P, ST. MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata, Semarang. 3. Bapak Yulianto Tejo P. ST. MT, selaku Dosen Pembimbing I mata kuliah Tugas Akhir. 4. Ibu Tecla Brenda Chandrawati, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II mata kuliah Tugas Akhir.
Page 5 of 76 Perpustakaan Unika
5. My Dear Family : Bapak, Ibu, Kakak dan Adik saya yang telah memberikan dukungan dan semangat baik secara moril dan spiritual. 6. Mas Amat, Mas Agung, selaku laboran beserta Mbak Win, Mbak Tini, dan Yatno “Celeng” selaku karyawan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata. 7. “My Soulmate” yang selalu memberikan ide-ide cemerlang disaat semuanya buram dan terimakasih untuk kebersamaan selama ini dan sampai nanti. 8. Yannu, Pram, Bebbi & Mico atas bantuan dalam perjuanganku ini. 9. Yosep, Abud, Domo, Gogox, Boncel, Sosor, Genjik, Yogi, Ayu, Soer, Niken, Rina, Dion, Bagas, Beny, Imam, Vicky, Febrian dan semua teman-teman yang belum disebut… makasih atas kebersamaannya… 10. Teman-temanku angkatan ’01 semua jurusan yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Terima kasih atas bantuannya selama kuliah di Unika Soegijapranata. 11. Dan semua pihak yang belum disebutkan, maaf kalo aku banyak salah sama kalian………. Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat memberikan manfaat bagi mesyarakat dan rekan-rekan mahasiswa. Semarang,
Februari 2007
Penulis
Page 6 of 76 Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN................................................................................ ii ABSTRAKSI .......................................................................................................iii KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... ix DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah…………………………………………………….2
1.3
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4
Tujuan dan Manfaat................................................................................ 2
1.5
Metode Penelitian .................................................................................. 2
1.6
Sistematika Penulisan............................................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 5 2.1
Limit Switch ........................................................................................... 5
2.2
Relay ...................................................................................................... 6
2.3
LED (Light Emitting Diode) infra Merah.............................................. 8
2.4
Fototransistor ....................................................................................... 10
2.5
Motor Stepper ...................................................................................... 11 2.5.1
Full Step (Langkah Penuh) .......................................................... 13
Page 7 of 76 Perpustakaan Unika
2.5.2
Half Step (Setengah Langkah)..................................................... 16
2.6
ADC (Analog to Digital Converter)..................................................... 17
2.7
Transisitor sebagai Saklar .................................................................... 18
2.8
Komparator IC 74LS85 ........................................................................ 19
2.9
LDR ( light depend resistor ) ............................................................. 21
2.10 Solenoid Valve ...................................................................................... 22 BAB III PERANCANGAN ALAT.................................................................... 24 3.1
Pendahuluan ......................................................................................... 24
3.2
Rangkaian Sensor ................................................................................. 26
3.3
Infra Merah .......................................................................................... 27
3.4
Pengubah Analog Ke Digital (ADC) ................................................... 28
3.5
Catu Daya ............................................................................................. 30
3.6
Driver Motor Stepper ........................................................................... 31
3.7
Rangkaian Relay Ladder Diagram ....................................................... 34
3.8
Komparator dan Dip Switch ................................................................. 35
3.9
3.8.1
Komparator .................................................................................. 35
3.8.2
Dip Switch ................................................................................... 36
Sensor Pelampung ................................................................................ 38
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ............................................. 40 4.1
Pendahuluan ......................................................................................... 40
4.2
Rangkaian Sensor ................................................................................. 40 4.2.1
Sensor 1 ....................................................................................... 42
Page 8 of 76 Perpustakaan Unika
4.2.2
Sensor 2 ....................................................................................... 43
4.2.3
Sensor 3 ....................................................................................... 44
4.2.4
Sensor 4 ....................................................................................... 45
4.3
Rangkaian Analog / Digital Converter ( ADC ) .................................. 46
4.4
Rangkaian Komparator dan Dip Switch ............................................... 51 4.4.1
Komparator 1 .............................................................................. 53
4.4.2
Komparator 2 .............................................................................. 53
4.4.3
Komparator 3 .............................................................................. 54
4.5
Rangkaian Driver Motor Stepper ......................................................... 55
4.6
Infra Merah ........................................................................................... 57 4.6.1
Bagian Pemancar ......................................................................... 57
4.6.2
Bagian penerima .......................................................................... 57
4.7
Rangkaian Relay Kontaktor.................................................................. 58
4.8
Driver Relay ......................................................................................... 60
BAB V PENUTUP ............................................................................................ 62 5.1
Kesimpulan .......................................................................................... 62
5.2
Saran .................................................................................................... 63
Daftar Pustaka LAMPIRAN
Page 9 of 76 Perpustakaan Unika
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Rangkaian internal limit switch ..................................................................
5
2.2
Prinsip Magnetik relay deenergized ...........................................................
6
2.3
Prinsip Magnetik relay energized ...............................................................
6
2.4
Simbol Relay ..............................................................................................
7
2.5
Lambang Skematik Led..............................................................................
8
2.6
Simbol Fototransistor..................................................................................
10
2.7
Sifat dasar garis gaya magnet .....................................................................
12
2.8
Gambar Prinsip dasar putaran motor stepper..............................................
12
2.9
Langkah awal putaran motor stepper..........................................................
13
2.10 Pergeseran 300 dari langkah awal ..............................................................
14
2.11 Pergeseran 600 dari langkah awal ..............................................................
14
2.12 Pergeseran 900 dari langkah awal ..............................................................
15
2.13 Pergeseran 1200 dari langkah awal ............................................................
15
2.14 Pergeseran 150 dari langkah awal ..............................................................
16
2.15 Pergeseran 300 dari langkah awal ..............................................................
17
2.16 ADC 0804...................................................................................................
18
2.17 Rangkaian Sederhana switching transistor .................................................
19
2.18 Garis Beban Transistor .............................................................................
19
2.19 Rangkaian penggabungan Dua Buah Pembanding 74LS85 .......................
21
2.20 Simbol LDR................................................................................................
22
Page 10 of 76 Perpustakaan Unika
2.21 Konstruksi Dasar Solenoid Valve...............................................................
22
2.22 Simbol Skematis Solenoid Valve ..............................................................
23
3.1
Perancangan Tangki Hasil Penyulingan Minyak Kayu Putih Secara Otomatis......................................................................................................
3.2
24
Blok Diagram Pembeda Air Dan Minyak Kayu Putih Dalam Proses Pengemasan Dari Tangki Hasil Penyulingan Minyak Kayu Putih Secara Otomatis......................................................................................................
25
3.3
Rangkaian Sensor .......................................................................................
26
3.4
Bagian pemancar IR ...................................................................................
28
3.5
Bagian penerima IR ....................................................................................
28
3.6
Integrasi rangkaian terhadap ADC 0804 free running................................
30
3.7
Rangkaian catu daya (satu).........................................................................
31
3.8
Rangkaian catu daya (dua)..........................................................................
31
3.9
Driver motor stepper arah maju..................................................................
32
3.10 Driver motor stepper arah maju dan mundur..............................................
33
3.11 Rangkaian Relay Ladder Diagram..............................................................
34
3.12 Relay Kontaktor..........................................................................................
35
3.13 Rangkaian Komparator Dengan Dua Buah IC 74LS85..............................
36
3.14 Rangkaian Komparator Dengan Dip Switch sensor 1 dan 4 ......................
37
3.15 Rangkaian Komparator Dengan Dip Switch sensor dua ............................
37
3.16 Sensor Pelampung ......................................................................................
38
3.17 Rangkaian Relay Sensor Pelampung ..........................................................
38
Page 11 of 76 Perpustakaan Unika
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Halaman Konversi Analog Oleh ADC 0804 Terhadap Tegangan Keluaran Sensor Satu .............................................................................................................
4.2
Konversi Analog Oleh ADC 0804 Terhadap Tegangan Keluaran Sensor Dua..............................................................................................................
4.3
48
49
Konversi Analog Oleh ADC 0804 Terhadap Tegangan Keluaran Sensor Empat..........................................................................................................
50
4.4
Inputan Motor Stepper Satu (Arah Maju)...................................................
55
4.5
Inputan Motor Stepper Dua (Arah Maju) ...................................................
56
4.6
Inputan Motor Stepper Dua (Arah Mundur)...............................................
56
