RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) TUGAS AKHIR

ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) TUGAS AKHIR

Oleh :

PRATAMA BAGUS BAHARSYAH NIM. 081310213035

PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI DEPARTEMEN TEKNIK FAKULTAS VOKASI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016 TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... i

PRATAMA BAGUS B.


TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... ii

PRATAMA BAGUS B.


TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... iii

PRATAMA BAGUS B.


PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR Tugas Akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebinasaan ilmiah. Dokumen Tugas Akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... iv

PRATAMA BAGUS B.


Pratama Bagus Baharsyah, 2016, Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal Computer (PC) (Bagian I). Tugas Akhir ini di bawah bimbingan Winarno, S.Si., M.T. dan Deny Arifianto S.Si. Prodi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga. ABSTRAK Cat tembok merupakan cat yang bahan pelarutnya dari air.Selain berfungsi untuk memperindah, cat tembok juga berfungsi sebagai pelindung dinding rumah. Kebutuhan akan warna yang beragam terus meningkat. Sedangkan penggunaan warna cat saat ini masih sangat tergantung oleh standar warna yang tersedia di pasaran. Rancang bangun ini bekerja melakukan pencampuran warna cat tembok berdasarkan pengontrolan komposisi warna dasar (merah, biru, hijau) dengan mengendalikan volume cat menggunakan sensor flow meter tipe YF-S201, relay digunakan untuk kendali kerja motor aktuator naik/turun pengaduk serta selang cat, motor pengaduk dan motor buka/tutup valve, arduino mega sebagai pengendali, personal computer sebagai tampilan untuk masukan volume dan warna yang diinginkan. Dengan masukan volume total dan warna yang diinginkan maka secara otomatis aktuator turun akan aktif hingga batas limit switch bawah dan valve akan mengalirkan aliran cat warna dasar keluar ke wadah atau tempat hasil penampungan. Kemudian pengaduk (mixer) akan bekerja melakukan pengadukan selama waktu yang telah disesuaikan. Selanjutnya setelah pengadukan selesai maka aktuator akan kembali naik hingga batas limit switch atas dan proses pencampuran cat selesai. Dari hasil penelitian keberhasilan alat dalam melakukan pencampuran cat berdasarkan volume yang diinginkan dengan komposisi cat warna dasar, rancang bangun alat pencampur cat tembok berbasis personal computer (PC) ini dapat bekerja secara otomatis dengan hasil rata-rata selisih volume set point terhadap volume output yaitu 12,4 ml.

Kata Kunci : Cat Tembok, Personal Computer (PC), Flow Meter, Valve

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... v

PRATAMA BAGUS B.


KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal Computer (PC)” . Tugas Akhir ini dapat selesai dengan baik berkat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini : 1. Bapak Winarno, S.Si., M.T. selaku Koordinator Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Universitas Airlangga Surabaya. 2. Bapak Winarno, S.Si., M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, dan masukan kepada penulis sehingga terselesaikannya Proyek Akhir ini. 3. Bapak Deny Arifianto, S.Si selaku Konsultan yang banyak memberikan arahan, bimbingan, masukan, beserta ketulusan hati dalam membimbing. 4. Ibu Dr. Riries Rulaningtyas, S.T., M.T selaku Dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan maupun saran dalam pembuatan Tugas Akhir ini. 5. Ayah, Ibu, serta adik-adiku Riris Ananda Pertiwi dan Muhammad Ragil Anung Praditya, el-falankz yang selalu tiada henti untuk mendoakan, memberi semangat, dan juga dukungan. TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... vi

PRATAMA BAGUS B.


6. Lisa Rizky Fauziah terimakasih sudah jadi partner in crime yang selalu support. 7. ASTRAI 2013 (Dimas, Hendrik, Zu, Aldy, Adreng, Fajar, Bagir, Ilham, Altryara,Alby) yang telah banyak membantu dan memberikan saran. Terimakasih atas dukungan, kenangan dan ilmunya. 8. Mas Arizky, Mas Riza dan Mas Haris terimakasih telah memberikan saran dan berbagi ilmunya. 9. Partner TA Dita Ayu Indah Prameswary, terimakasih gengs sudah berbagi ilmu, dukungan dan berbagi waktunya untuk membuat campuran warna dari cat hingga TA kita selesai. 10. Rumpita (Aliyah, Dita, Miming, Oneng, Ifa, Dewi, Sofi, Wanda, Media), semua Teman-Teman OSI 2013 terimakasih atas dukungannya hingga kita bisa wisuda bersama. 11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis. Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan proposal tugas akhir ini.

Surabaya, 17 Juli 2016

Penulis

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... vii

PRATAMA BAGUS B.


DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ..................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN.............................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ iii PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ............................................................ iv ABSTRAK ....................................................................................................................... v KATA PENGANTAR ..................................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................................. 3 1.3 Batasan Masalah ..................................................................................................... 4 1.4 Tujuan ..................................................................................................................... 4 1.5 Manfaat ................................................................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................... 5 2.1 Cat Tembok ............................................................................................................ 5 2.2 Motor DC ............................................................................................................... 5 2.3Arduino Mega.......................................................................................................... 7 2.4 Valve ....................................................................................................................... 8 TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... viii

PRATAMA BAGUS B.


2.5 Relay ....................................................................................................................... 8 2.6 Flowmeter ............................................................................................................. 10 2.7 Representasi Warna .............................................................................................. 11 BAB III METODE PENELITIAN.................................................................................. 12 3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian.......................................................... 12 3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................................... 12 3.2.1 Alat ............................................................................................................... 12 3.2.2 Bahan ............................................................................................................ 13 3.3 Prosedur Penelitian ............................................................................................... 13 3.3.1 Tahap Persiapan ............................................................................................ 15 3.3.2 Tahap Perancangan Alat ............................................................................... 15 3.3.3 Tahap Perwujudan Alat ................................................................................ 17 a. Tahap Perancangan Mekanik ........................................................................ 17 b. Tahap Perancangan Hardware...................................................................... 19 c. Tahap Pemrograman Software ...................................................................... 20 3.4 Tahap Pengujian Sistem ....................................................................................... 20 3.4.1 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan ...................................................... 21 3.4.2 Pengujian Sensor Flowmeter ........................................................................ 21 3.4.3 Pengujian Software ....................................................................................... 22 3.5 Analisis Data ........................................................................................................ 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................... 23 4.1 Hasil Perancangan Alat ........................................................................................ 23 4.1.1 Pembuatan Mekanik ..................................................................................... 23 TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... ix

PRATAMA BAGUS B.


4.1.2 Pembuatan Hardware ................................................................................... 24 4.2 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan .............................................................. 25 4.3 Pengujian Kinerja Relay Dan Motor DC .............................................................. 27 4.4 Pengujian Sensor Flowmeter ................................................................................ 28 4.4.1 Pengujian Awal Respon Flowmeter Terhadap Laju Aliran .......................... 29 4.4.2 Pengujian Respons Flowmeter menggunakan buka/tutup valve .................. 30 4.5 Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan ............................... 34 4.6 Pengujian Keberhasilan Sistem ............................................................................ 36 4.7 Pengujian Daya Listrik ......................................................................................... 37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 38 5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 38 5.2 Saran ..................................................................................................................... 38 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................. 39 LAMPIRAN .............................................................................................................. 40

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... x

PRATAMA BAGUS B.


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel Perbandingan Komposisi Bahan Yang Baik Digunakan ...................... 26 Tabel 4.2 Tabel Pengujian Relay .................................................................................... 28 Tabel 4.3 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Merah ....................................................................................................... 29 Tabel 4.4 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Hijau ......................................................................................................... 29 Tabel 4.5 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Volume Flowmeter Dan Pada Flowmeter Biru .................................................................................................. 30 Tabel 4.6 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Merah ................................................................ 31 Tabel 4.7 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Hijau .................................................................. 32 Tabel 4.8 Tabel Hubungan Antara Volume Set Point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Biru .................................................................... 33 Tabel 4.9 Tabel Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan ................ 35 Tabel 4.10 Tabel Data Keberhasilan Sistem ................................................................... 36 Tabel 4.11 Pengujian Daya Listrik.................................................................................. 37

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... xi

PRATAMA BAGUS B.


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Mega .................................................................................................. 8 Gambar 2.2 Relay .............................................................................................................. 10 Gambar 2.3 Flowmeter ...................................................................................................... 11 Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian ................................................................ 14 Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Alat ............................................................................. 16 Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem Kontrol ....................................................................... 16 Gambar 3.4 Alat Tampak Samping ................................................................................... 17 Gambar 3.5 Dimensi Alat .................................................................................................. 18 Gambar 3.6 Diagram Fungsional Alat............................................................................... 20 Gambar 4.1 Alat Tampak Depan ....................................................................................... 23 Gambar 4.2 Rangkaian Kontrol Alat ................................................................................. 25 Gambar 4.3 Grafik Linieritas Flowmeter Merah ............................................................... 31 Gambar 4.4 Grafik Linieritas Flowmeter Hijau ................................................................ 32 Gambar 4.5 Grafik Linieritas Flowmeter Biru .................................................................. 33

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... xii

PRATAMA BAGUS B.


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC. Lampiran 2 Datasheet Arduino Mega Lampiran 3 Datasheet Flowmeter YF-S201

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... xiii

PRATAMA BAGUS B.


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Cat adalah suatu cairan yang digunakan untuk melapisi permukaan suatu bahan dengan tujuan memperindah (decorative), memperkuat (reinforcing) serta melindungi (protective) bahan tersebut.Jenis cat sangat bervariasi dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Berdasarkan bahan pelarutnya, cat terbagi menjadi dua jenis utama yaitu cat berbahan dasar air dan cat berbahan dasar minyak. Cat sendiri dapat digunakan pada hampir semua jenis objek, antara lain untuk menghasilkan karya seni (oleh pelukis untuk membuat lukisan), salutan industri (industrial coating), marka jalan, pengawet (untuk mencegah korosi atau kerusakan oleh air).[rumahbangun (diaksesDesember 2015) ] Penggunaan warna cat saat ini masih sangat tergantung oleh standar warna yang tersedia di pasaran. Kebutuhan akan warna yang beragam terus meningkat, sedangkan ragam warna yang ada di pasaran masih sangat minim dan masih menggunakan standar warna yang sangat mendasar. (Yoseph Evana, 2008) Selama ini dalam menghasilkan variasi warna yang sesuai dengan keinginan konsumen, hanya dengan melakukan pencampuran dari warna dasar cat menggunakan cara manual. Cara tersebut kurang efisien dan merepotkan, karena penjual/tukang cat harus menakar warna cat dasar terlebih dahulu kemudian mengujinya. Dalam membuat warna baru yang sesuai dengan keinginan, dapat dilakukan dengan pencampuran dari beberapa warna sehinga menjadi warna baru TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT... 1

PRATAMA BAGUS B.


2

sesuai yang diharapkan. Tetapi seringkali warna yang dihasilkan jauh dari yang diharapkan. Pencampuran cat secara manual memerlukan tenaga ahli yang sudah berpengalaman sehingga tidak semua orang dapat melakukannya. Karena masih menggunakan tenaga manual yang kurang ketelitian sehingga mengakibatkan takaran yang tidak tepat. Terdapat beberapa kelemahan yang dapat mempengaruhi hasil pencampuran warna cat dalam pencampuran warna secara manual tersebut. Untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan keinginan diperlukan penakaran komposisi warna yang akurat. Pada pencampuran secara manual, keahlian yang dimiliki oleh seseorang sangat menentukan hasil yang diperoleh dan sering terjadi perbedaan hasil antara pencampuran satu dengan yang lain. Untuk mengatasi hal tersebut maka diperlukan peralatan yang bekerja secara otomatis serta mempunyai kemampuan dalam penakaran yang tepat. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk melakukan otomatisasi dan digitalisasi pada perangkat-perangkat manual. Berdasarkan permasalahan tersebut, dibuat alat pencampur cat secara otomatis yaitu “Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis Personal Computer (PC)”. Sistem ini digunakan untuk memudahkan dalam pencampuran warna yang dioperasikan secara otomatis dengan input warna yang diinginkan dengan menggunakan Personal Computer (PC). Bagian hardware difokuskan untuk melakukan pencampuran cat. Komponen hardware meliputi Motor DC, Valve, Arduino Mega, Stir/Pengaduk, Flowmeter. Sistem ini melakukan pencampuran warna cat tembok berdasarkan pengontrolan komposisi warna dasar (merah, biru, hijau) dengan mengendalikan volume cat menggunakan sensor flow

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT...

PRATAMA BAGUS B.


3

meter digital dan valve digunakan untuk mengalirkan aliran warna dasar tersebut keluar ke wadah atau tempat hasil penampungan. Selain itu alat ini juga dilengkapi pengaduk (mixer). Untuk menggerakkan pengaduk digunakan motor sebagai pengganti dari tangan manusiadan pada proses pengadukan telah disesuaikan lama waktu pengadukan dalam proses pencampuran sehingga warna cat dapat tercampur secara merata. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat menggantikan pencampuran cat yang dikerjakan secara manual oleh penjual cat ataupun tukang cat. Dimana tidak semua orang ahli dalam melakukan proses pencampuran tersebut dan membutuhkan waktu lama dalam mencoba.

1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan diatas, maka disusun rumusan masalah yang mencakup : 1. Bagaimana komposisi cairan yaitu cat dan air yang optimal yang mampu melewati sensor flowmeter? 2. Bagaimana performansi kestabilan sistem pencampurcat tembok otomatis yang telah dibuat? 3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan agar cat dapat tercampur secara merata oleh pengaduk?

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


4

1.3 Batasan Masalah Dalam pembuatan tugas akhir, ada beberapa batasan masalah agar permasalahan tidak meluas diantaranya adalah : 1. Warna dasar cat yang digunakan yakni warna merah, hijau, biru. 2. Jenis cat yang digunakan adalah cat tembok. 3. Pencampuran cat maksimal 600ml.

1.4 Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Tugas Akhir “Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC” adalah : 1. Mengetahui komposisi bahan yang baik yaitu cat dan air yang sesuai digunakan pada alat pencampur cat. 2. Mengetahui perfomansi kestabilan sistem pencampur cat tembok otomatis yang telah dibuat. 3. Mengetahui lama pengadukan untuk penentuan proses pencampuran cat.

1.5 Manfaat Adapun manfaat dari perancangan alat ini adalah untuk mempermudah dalam pencampuran warna cat dinding pada industri kecildalam memenuhi keinginan dari konsumen untuk membuat warna cat dinding sesuai yang diinginkan.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Cat Tembok Berdasarkan dari bahan pelarutnya, cat terbagi dalam dua jenis utama yaitu

cat berbahan dasar air (water-based paint), dan cat berbahan dasar minyak (solvent-base paint). Pada umumnya cat tembok menggunakan cat berbahan dasar air. Cat berbahan dasar air memiliki karakter diantaranya adalah cepat kering, bau yang tidak terlalu menyengat, dan ketajaman warna yang cukup baik. Cat tembok memiliki beberapa fungsi diantaranya yakni memberikan warna pada permukaan dinding, menutup kekurangan bangunan dimana bidang bangunan yang tadinya retak atau terdapat cacat dapat terlihat rapi atau mulus setelah dilapisi cat. [edupaint (diakses Desember 2015)]

2.2

Motor DC Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber

tegangan DC. Motor DC atau disebut juga motor arus searah menggunakan arus langsung dan tidak langsung (direct dan undirectional). Prinsip kerja motor DC adalah jika arus lewat pada suatu konduktor, maka akan timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Pada motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang meingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


6

sebaliknya berlangsung melalui medan magnet dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi juga sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi. Komponen utama pada motor DC: 1.

Kutub medan magnet Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet

akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 2.

Kumparan motor DC Bila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan

menjadi elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutubkutub utara dan selatan kumparan motor DC.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


3.

7

Commutator motor DC Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya

adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber daya.[elektronika-dasar (diakses Desember 2015)]

2.3

Arduino MEGA Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang

berbasis Arduino dengan menggunakan chip ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, power jack DC, ICSP header, dan tombol reset. Dengan penggunaan yang cukup sederhana yaitu hanya menghubungkan power dari USB ke PC atau melalui adaptor AC/DC ke jack DC. [arduino.cc]

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


8

Gambar 2.1 Arduino Mega (arduino.cc)

2.4

Valve Valve yang digunakan dalam pembuatan sistem pencampur cat otomatis ini

dapat diganti atau dimodifikasi sehingga dapat mengalirkan dan mengontrol keluaran cat. Sebagai pengganti valve digunakan kran air yang berukuran ¼. Kran adalah perangkat untuk mengendalikan aliran zat cair pada saluran pipa atau sejenisnya dengan membuka ataupun menutup sebuah lubang.

2.5

Relay Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan

komponen electromechanical

yang terdiri dari 2 bagian utama

yaitu

elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


9

menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil) 2. Armature 3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu : 1.

Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup).

2.

Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).

Cara kerja dari relay sendiri yaitu sebuah besi (iron core) yang dililit oleh sebuah kumparan coil yang berfungsi untuk mengendalikan besi tersebut. Apabila kumparan coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang kemudian menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, armature akan kembali lagi ke posisi awal (NC). Coil yang digunakan oleh relay untuk menarik contact point ke posisi close pada umumnya hanya membutuhkan

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


10

arus listrik yang relatif kecil. Berikut gambar 2.2 adalah gambar dari struktur sederhana relay. [teknikelektronika (diakses Desember 2015)]

Gambar 2.2 Relay (http://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/) 2.6

Flowmeter Flowmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa atau laju

aliran volumetrik cairan atau gas. Dalam memilih flowmeter harus disesuaikan dengan kondisi fluida dan fungsi flowmeter itu sendiri. Sistem kontrol fluida adalah sebuah alat yang mengatur jumlah debit air yang akan dikeluarkan. Dengan sistem digital, sistem ini dirancang untuk mempermudah dalam penakaran cairan dengan batas keluaran yang ditentukan. Debit adalah volume fluida (m3) yang mengalir melewati suatu penampang dalam selang waktu tertentu. Dirumuskan dengan persamaan berikut: 𝐕

Q = 𝐭 .........................................................................................(2.1) Keterangan :

Q = debit (m3/s) V = volume fluida (m3) t = waktu fluida mengalir (s)

(Fathor Rohman, 2009) TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


11

Gambar 2.3 Flowmeter (DIYhacking.com) 2.7

Representasi Warna Representasi warna ini terdiri dari tiga unsur utama yaitu merah (red), hijau

(green), biru (blue). Gabungan tiga warna ini membentuk warna-warna lainnya berdasarkan komposisi dari masing-masing warna tersebut. Dalam tugas akhir ini menggunakan warna RGB. Model warna RGB yang dapat dinyatakan dalam bentuk indeks warna RGB dengan cara menormalisasi setiap komponen warna dengan persamaan sebagai berikut : 𝑅

𝑟 = 𝑅 +𝐺 +𝐵……………………………………………………..(2.2)

𝐺

𝑔 = 𝑅 +𝐺 +𝐵………………………………………......................(2.3)

𝐵

𝑏 = 𝑅 +𝐺 +𝐵……………………………………………………..(2.4)

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


BAB III METODE PENELITIAN

3.1

Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian Perancangan dan pembuatan alat dilakukan di Laboratorium Bengkel Mekanik,

Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga selama kurang lebih 4 bulan yang dimulai dari bulan April 2016 sampai Juli 2016.

3.2

Alat dan Bahan

3.2.1 Alat Alat perangkat keras (hardware): 1.

Multimeter

2.

Solder

3.

Catu daya

4.

Laptop/PC (Personal Computer)

5.

Downloader Mikrokontroler

Alat perangkat lunak (software): 1.

IDE Arduino

2.

Delphi 7

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


3.2.2

Bahan

1.

Motor DC

2.

Flow meter

3.

Stir / Pengaduk

4.

Arduino Mega

5.

Valve

6.

Botol penampung cat

7.

Relay

8.

Cat Tembok Aga

3.3

13

Prosedur Penelitian Pada prosedur penelitian dilakukan beberapa tahapan dalam pengerjaan alat.

Prosedur yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat adalah sebagai berikut : 1. Tahap Persiapan (Pembuatan sketsa mekanik plan yang dirancang serta studi literatur). 2. Tahap Perancangan Alat (proses pembuatan cara kerja alat dan alur kerja alat dari input yang digunakan dan output yang dihasilkan). 3. Tahap Perwujudan Alat (Pembuatan perangkat keras (hardware), system mekanik alat serta pemrograman alat). 4. Tahap Pengujian Sistem 5. Analisis Data. TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


14

Masing-masing tahapan yang dilakukan penulis saling berkesinambungan satu sama lain, oleh sebab itu setiap tahapan yang dilakukan harus dipastikan sudah sesuai dengan yang diharapkan sebelum dilanjutkan ke tahap berikutnya. Untuk lebih jelasnya beberapa tahapan yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut : Tahap Persiapan

Tahap Peracangan Alat

Tahap Perwujudan Alat

Proses Pembuatan

Proses Pembuatan

Mekanik

Hardware

Tahap Pembuatan Software

Tahap Pengujian Sistem

Tahap Analisa Data Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Penelitian

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


15

3.3.1 Tahap Persiapan Tahap persiapan merupakan tahapan awal dalam melakukan penelitian, pada tahap persiapan penulis melakukan studi literatur dengan mencari berbagai acuan serta referensi pada buku, jurnal, artikel maupun tugas akhir dengan tujuan untuk melengkapi literatur mengenai penelitian agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. Dan juga penulis menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan diperlukan dalam penelitian untuk mempersiapkan menuju ke tahap selanjutnya.

3.3.2 Tahap Perancangan Alat Tahap perancangan

alat terdiri dari perancangan hardware dan

perancangan mekanik system alat. Sistem yang akan dibuat adalah meliputi pembuatan rangkaian relay yang akan bekerja mengatur bukaan valve sehingga aliran cat keluar ke wadah yang telah disediakan. PC digunakan untuk memberikan masukan pada arduino. Arduino bertugas mengatur bukaan valve menggunakan rangkaian relay untuk mengatur kadar cat agar sama dengan yang telah ditentukan dan juga mengatur motor dc dalam proses pengadukan cat.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


16

Diagram blok system alat dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut :

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Alat Sistem bekerja dengan memberikan masukan set point warna pada PC. Set point berupa pilihan dari gradasi warna yang kita inginkan. Selanjutnya oleh mikrokontroler akan diolah. Kemudian mikrokontroler akan bekerja mengatur bukaan valve sesuai dengan kebutuhan dari warna yang telah ditentukan. Setelah cat keluar ke tempat hasil penampungan cat, sistem melakukan pencampuran cat dan didapatkan hasil campuran cat yang diinginkan. Berikut gambar 3.3 adalah gambar diagram kontrol dari sistem :

Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem Kontrol

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


17

3.3.3 Tahap Perwujudan Alat Tahap perwujudan alat meliputi pembuatan dari perancangan alat tersebut meliputi pembuatan mekanik alat dan pembuatan hardware alat. Berikut adalah penjelasan dari masing – masing pembuatan mekanik dan hardware alat: a) Tahap Pembuatan Mekanik Tahap pembuatan mekanik terdiri atas pembuatan alat yang terdiri dari pembuatan tempat cat, valve untuk mengatur aliran cat, flowmeter sebagai sensor, dan stir/pengaduk yang dirancang menjadi satu seperti pada desain mekanik. Terdapat mekanisme membuka dan menutup valve, naik turunnya aktuator dan juga putaran dari batang pengaduk yang terhubung dengan motor DC. Desain mekanik rancang bangun alat pencampur cat tembok otomatis dapat dilihat pada gambar 3.4 :

Gambar 3.4 Alat Tampak Samping

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


18

Gambar 3.5 Dimensi Alat

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


19

b) Tahap Perancangan Hardware Tahap pembuatan hardware terdiri atas pembuatan beberapa rangkaian elektronik yang dapat menjalankan rancang bangun alat pencampur cat secara otomatis. Adapun rancangan hardware dari sistem yang dibuat adalah sebagai berikut: Rangkaian relay digunakan untuk mengontrol motor DC untuk mengatur bukaan valve aliran cat dan rangkaian relay ini nantinya diatur oleh Arduino. Flowmeter digital yang digunakan sebagai sensor aliran cat dan dihubungkan arduino agar nilai yang terbaca pada flowmeter dapat diolah oleh arduino yang dihubungkan pada pin interupt. Sensor flowmeter digunakan sebagai kontrol volume. Valve akan otomatis membuka sebanyak volume yang dibaca oleh flowmeter dan akan menutup apabila volume yang didapat telah sesuai dengan yang ditentukan. Selanjutnya rangkaian relay digunakan untuk mengontrol motor DC yang mengatur axis pergerakan naik turun pada selang cat dan pengaduk yang akan secara otomatis berhenti ketika mengenai limit switch. Rangkaian relay juga digunakan untuk mengontrol motor DC yang mengatur putaran pengadukan cat. Cara kerja alat secara fungsional dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut :

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


20

Gambar 3.6 Diagram Fungsional Alat

c.

Tahap Pemrograman Software Tahap pembuatan software dibuat oleh bagian II. Tahap pembuatan

software sendiri meliputi pembuatan progam untuk mengeksekusi rancangan hardware yang telah dibuat.

3.4

Tahap Pengujian Sistem Tahap pengujian sistem terdiri dari pengujian seluruh sistem alat yang telah

dibuat meliputi pengujian sensor flowmeter digital, pengujian rangkaian modul relay,

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


21

pengujian motor, dan uji software. Pengujian dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik dari sensor maupun sistem yang digunakan dalam penelitian. Berikut penjelasan masing-masing pengujian yang dilakukan :

3.4.1 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan Pengujian dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan yang baik digunakan dalam menggunakan alat pencampur cat secara otomatis. Pengujian menggunakan cat yang telah diberi perlakuan awal sebelum dilakukan pencampuran warna. Dengan mencampurkan cat dan air dengan komposisi perbandingan tertentu. Pencampuran awal antara cat dan air tersebut didapatkan hasil bahan yang pas untuk dapat dilakukan pencampuran cat dengan menggunakan alat pencampur cat otomatis.

3.4.2 Pengujian Sensor Flowmeter Pengujian dilakukan dengan membandingkan antara volume input yang telah terukur dengan mengukur volume output dari valve. Perbandingan antara volume input yang telah terukur dengan mengukur volume output dari valve tersebut selanjutnya dapat dilakukan linieritas hubungan antara volume masukan terhadap volume keluaran yang terukur oleh flowmeter. Sehingga dapat diketahui karakteristik dari sensor flowmeter yang digunakan.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


22

3.4.3 Pengujian Software Pengujian software pada penelitian meliputi pengujian respon hardware terhadap program yang sudah dikirimkan ke mikrokontroler. Tahapan pengujian digunakan untuk mengetahui alat yang sudah dikerjakan dapat membaca dan mengeksekusi perintah dari program yang telah dibuat atau tidak.

3.5

Analisis Data Pengambilan data dilakukan untuk mengetahui seberapa efektif hardware dan

software yang telah dibuat sehingga alat dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Uji kinerja alat dan analisis data diantaranya yaitu pengujian bahan yang akan digunakan, flowmeter digital, pengujian kontrol kerja motor dan pengujian sistem secara keseluruhan. Pengujian pada flowmeter berupa pengambilan data dari flowmeter dengan cara mengalirkan cat dengan ukuran volume bervariasi dan mengukur volume keluaran dari flowmeter. Data yang didapat dari percobaan adalah volume cat yang akan dicampur dengan lama waktu pengadukan. Selain itu dilakukan analisis terhadap kinerja relay untuk kontrol kerja on/off pada valve aliran cat, motor pengaduk dan aktuator. Pengujian sistem secara keseluruhan bertujuan untuk mengetahui kinerja hardware, software maupun sistem pada alat secara keseluruhan yang dilakukan dengan melihat tingkat keberhasilan sistem.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perancangan Alat Setelah semua desain rancangan dan komponen penyusunnya telah selesai dibuat maka langkah selanjutnya adalah tahap perwujudan alat yaitu dengan merakit atau membangun rancangan yang telah dibuat sebelumnya. Berikut adalah gambar dari Rancang Bangun Alat Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC.

Gambar 4.1 Alat Tampak Depan

4.1.1 Pembuatan Mekanik Pembuatan mekanik meliputi pembuatan rangka alat cat, mekanisme pemutar, mekanisme naik turun, dan mekanisme buka tutup valve atau kran. Pembuatan rangka cat yakni menggunakan paralon 5 dim untuk penampung

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B .


24

campuran cat dan paralon 2 1⁄2dim untuk penampungan input cat selain itu juga menggunakan besi dan triplek kayu dan mempunyai dimensi 51x42x72 cm. Untuk pembuatan mekanisme gerak naik turun sebagai gerak aktuator pada selang dan pengaduk. Pergerakan linier naik dan turun menggunakan 2 as dengan diameter 8 mm dan memiliki panjang 35 cm dengan pada ujungnya terdapat shaft holder untuk pengait dengan kerangka alat, terdapat linier bearing yang terdapat di dalam housing untuk pergerakan liniernya. Sedangkan di bagian tengah terdapat stud dengan diameter 8 mm dan panjang 35 cm, juga Nut yang terletak di dalam housing. Aktuator untuk naik turun yang digunakan adalah motor DC yang akan memutar stud sehingga selang dan pengaduk dapat bergerak secara vertikal. Untuk pembuatan mekanisme pemutar yang dipergunakan pengaduk cat dari aktuator motor. Untuk pembuatan mekanisme buka tutup yakni menggunakan valve yang di custom dengan kran berukuran 1⁄ inchi yang dihubungkan dengan motor DC untuk membuka dan menutup 4 valve.

4.1.2 Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) Pembuatan hardware meliputi pembuatan rangkaian relay dan rangkaian arduino mega. Hasil dari pembuatan hardware seperti berikut : Arduino mega sebagai pusat kontrol pada sistem meliputi input dari delphi , volume dari sensor flowmeter, sedangkan output kontrol pada relay.Relay digunakan sebagai pengontrol kerja motor, aktuator naik/turun dan buka/tutup valve.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


25

Berikut adalah gambar 4.2 hasil dari pembuatan hardware :

Gambar 4.2 Rangkaian kontrol Alat 4.2 Pengujian Bahan Yang Baik Digunakan Pengujian dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan yang baik digunakan dalam menggunakan alat pencampur cat secara otomatis ini. Pengujian ini menggunakan cat yang telah diberi perlakuan awal sebelum dilakukan pencampuran warna. Dengan mencampurkan cat dan air dengan komposisi perbandingan tertentu. Dari melakukan pencampuran awal antara cat dan air tersebut didapatkan bahan yang pas untuk dapat di lakukan pencampuran cat dengan menggunakan alat pencampur cat otomatis ini. Tabel 4.1 berikut adalah tabel perbandingan komposisi bahan yang baik digunakan pada alat pencampur cat otomatis.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.

26


Tabel 4.1 Perbandingan Komposisi Bahan Yang Baik Digunakan ̅̅̅̅(ml) Flowmeter Perbandingan Volume Volume Pembacaan ΔV (ml) ΔV Air : Cat

Output (ml)

dari

Flowmeter

(ml) 1

25 : 75

40 : 60

2

25 : 75

40 : 60

3

25 : 75

40 : 60

150

6

144

150

6

144

130

154

24

150

101

49

148

108

40

138

106

32

110

112

2

150

6

144

150

6

144

100

117

17

120

105

15

100

121

21

105

133

28

97

114

17

150

6

144

150

6

144

95

103

8

110

133

23

120

136

16

110

136

26

100

117

17

144

19 144

13,6 144

18

Berdasarkan data yang diperoleh dari tabel 4.1 dapat diketahui apabila komposisi perbandingan air lebih banyak daripada cat maka laju aliran dari

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


27

campuran bahan tersebut tidak dapat di deteksi dengan baik oleh flowmeter. Dapat dilihat pada tabel perbandingan 25:75, pada tabel tersebut didapatkan data yang terbaca oleh flowmeter hanya 6 ml saja sedangkan aliran cat yang mengalir sejumlah lebih dari 3ml yang telah dibaca oleh flowmeter tersebut. Pada perbandingan 40:60 dimana air 40% dan cat 60% pembacaan oleh flowmeter dan pembacaan keluaran cat di tempat penampungan memiliki hasil volume yang mendekati dengan volume yang di baca oleh flowmeter. Dari data tabel 4.1 dapat dihitung rata-rata selisih volume cat yang didapat dari masing-masing flowmeter. Pada flowmeter 1 dengan perbandingan air : cat yaitu 25 : 75 memiliki rata-rata selisih volume 144 ml begitu juga pada flowmeter 2 dan 3. Sedangkan pada perbandingan air : cat yaitu 40 : 60 memiliki rata-rata selisih volume 19 ml, flowmeter 2 yaitu 13,6 ml dan pada flowmeter 3 yaitu 18 ml. Selanjutnya dari pengujian tersebut maka komposisi cat dan air yang digunakan yaitu dengan perbandingan cat 60 : air 40.

4.3 Pengujian Kinerja Relay Dan Motor DC Pengujian digunakan mengetahui kondisi dari relay dan motor dc dalam keadaan baik atau tidak. Relay pada sistem ini berfungsi sebagai pengontrol yang mengatur kerja dari motor dc. Motor dc digunakan untuk mengatur gerakan naik turun aktuator selang dan pengaduk, putaran pengaduk dan juga buka tutup valve. Berikut tabel 4.2 adalah tabel pengujian relay.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


28

Tabel 4.2 Pengujian Relay Input power

Kontrol

Output relay

Keterangan

H

L

H

NO

H

L

L

NC

H

H

H

NO

H

H

L

NC

supply

Untuk pengujian yang pertama dilakukan dengan menghubungkan relay dengan tegangan 0 volt, jika kondisi relay aktif maka relay tersebut aktif LOW atau relay akan aktif apabila disambungkan ke GROUNDyang dinamakan NO(Normaly Open). Pada pengujian kedua rangkaian relay dihubungkan dengan tegangan 5 volt, jika kondisi relay aktif maka relay tersebut aktif HIGH atau relay akan aktif apabila dihubungkan dengan VCC yang dinamakan NO (Normaly Open). Yang membedakan antara relay aktif HIGH dan aktif LOW yaitu dengan pemakaian komponen transistor, apabila transistor yang digunakan pada rangkaian relay adalah transistor NPN maka relay aktif HIGH. Jika transistor yang digunakan PNP maka relay aktif LOW.

4.4 Pengujian Sensor Flowmeter Pengujian dilakukan dengan membandingkan antara volume input yang telah terukur dengan mengukur volume output dari valve. Dari melakukan perbandingan tersebut maka dapat mengetahui hubungan antara volume

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


29

pembacaan input terhadap volume keluaran yang terukur oleh flowmeter. Sehingga dapat diketahui karakteristik dari sensor flowmeter yang digunakan.

4.4.1 Pengujian Awal ResponsFlowmeter Terhadap Laju Aliran Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sensor flowmeter yang telah dirangkai pada sistem sudah dapat membaca laju dari aliran yang dilewatkan flowmeter atau tidak. Berikut table 4.3, 4.4 dan 4.5 adalah tabel data volume cat dan volume flowmeter menggunakan cat tembok tanpa buka/tutup valve. Tabel 4.3 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Merah No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 43 2.

100

106

3.

150

184

4.

200

195

5.

250

250

Tabel 4.4 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Hijau No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 38 2.

100

93

3.

150

188

4.

200

255

5.

250

299

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


30

Tabel 4.5 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Volume Flowmeter Pada Flowmeter Biru No. Volume Cat (ml) Volume Flowmeter (ml) 1. 50 45 2.

100

91

3.

150

99

4.

200

128

5.

250

145

Pada tabel 4.3, 4.4 dan 4.5 didapatkan data hubungan antara volume cat dengan volume flowmeter dengan menggunakan perbandingan campuran bahan cat dan air yang digunakan yaitu 60:40 pada masing-masing flowmeter merah, hijau dan biru.Dari data diatas didapatkan hubungan setiap kenaikan ukuran volume masukan menghasilkan ukuran volume keluaran yang naik juga.

4.4.2 Pengujian ResponsFlowmeter Menggunakan Buka/Tutup Valve Metode yang digunakan hampir sama dengan pengujian tahap awal hanya saja pada tahap awal dilakukan secara langsung tanpa menggunakan buka/tutup valve. Pada pengujian ini dilakukan dengan kondisi awal valve dalam keadaan tertutup. Kemudian mengisi cat hingga penuh pada tempat input cat dan mengaktifkan motor dc untuk kontrol bukaan valve sehingga di dapatkan volume keluaran sama seperti volume yang diinputkan. Pengujian ini dilakukan dengan membandingkan antara volume cat yang telah diinputkan dengan volume pembacaan dari flowmeter dan volume hasil yang diukur dengan menggunakan

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


31

beacker glass. Berikut adalah tabel data volume set point dengan volume flowmeter dan volume hasil pada masing-masing flowmeter. Tabel 4.6 Tabel Hubungan Antara Volume Set point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Merah No. Set point Volume Volume ∆V Set point dan ∆V Flowmeter (ml) Flowmeter Hasil(ml) Flowmeter (ml) dan Hasil (ml) (ml) 1. 50 74 75 24 1 2.

100

110

107

10

3

3.

150

172

160

22

12

4.

200

246

219

46

27

5.

250

309

255

59

54

6.

300

339

304

39

35

7.

350

368

330

18

38

8.

400

431

350

31

81

9.

450

469

395

19

74

10.

500

527

490

27

37

29,5

36,2

̅̅̅̅ ∆V (ml)

Linieritas volume flowmeter terhadap volume set point volume set point (ml)

600

y = 0,987x - 25,543 R² = 0,9907

500 400 300

Series1

200

Linear (Series1)

100 0 0

200

400

600

volume flowmeter (ml)

Gambar 4.3 Grafik Linieritas Flowmeter Merah

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


32

Tabel 4.7 Tabel Hubungan Antara Volume Set point denganVolume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Hijau No. Set Point (ml) 1. 50

Volume Flowmeter (ml) 54

Volume ∆V Set point dan Hasil (ml) Flowmeter (ml)

∆V Flowmeter dan Hasil (ml)

68

4

14

2.

100

128

113

28

15

3.

150

191

155

41

36

4.

200

269

238

69

31

5.

250

300

246

50

54

6.

300

343

270

43

73

7.

350

389

316

39

73

8.

400

409

340

9

69

9.

450

472

400

22

72

10.

500

510

497

10

13

31,5

45

̅̅̅̅ (ml) ∆V


600

y = 1,0115x - 35,017 R² = 0,9814

500 400 300

Series1

200

Linear (Series1)

100 0 0

200

400

600


Gambar 4.4 Grafik Linieritas Flowmeter Hijau

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


33

Tabel 4.8 Tabel Hubungan Antara Volume Set point dengan Volume Flowmeter dan Volume Hasil Pada Flowmeter Biru No. Set point (ml)

Volume

Volume

∆V Set point dan

∆V Flowmeter

Flowmeter

Hasil (ml)

Flowmeter (ml)

dan Hasil (ml)

(ml) 1.

50

88

84

38

4

2.

100

146

146

46

0

3.

150

150

150

0

0

4.

200

238

220

38

18

5.

250

264

250

14

14

6.

300

348

293

48

55

7.

350

383

347

33

36

8.

400

403

360

3

43

9.

450

459

400

9

59

10.

500

502

420

2

82

23,1

31,1

̅̅̅̅ ∆V (ml)


600

y = 1,057x - 40,078 R² = 0,9866

500 400 300

Series1

200

Linear (Series1)

100 0 0

200

400

600


Gambar 4.5 Grafik Linieritas Flowmeter Biru

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


34

Dari data pada tabel 4.6, 4.7 dan 4.8 dapat diketahui bahwa semakin besar volume yang diinputkan maka volume yang dibaca flowmeter dan dihasilkan semakin besar. Dengan menggunakan komposisi perbandingan bahan cat dengan air yaitu 60:40 didapatkan selisih rata-rata volume antara set point dengan hasil dan selisih rata-rata volume set point dengan volume flowmeter. Pada tabel diatas didapatkan selisih rata-rata terbesar antara volume set point dengan volume hasil adalah flowmeter hijau yaitu 45 ml dan yang terkecil adalah flowmeter biru yaitu 31,1 ml. Selisih rata-rata terbesar antara volume set point dengan volume flowmeter adalah flowmeter hijau yaitu 31,5 ml dan yang terkecil adalah flowmeter biru yaitu 23,1 ml. Dari tabel diatas dapat dibuat grafik dan didapatkan linieritas pada flowmeter merah 0,990 ; flowmeter hijau 0,981 dan biru 0,986.

4.5 Hubungan Antara Volume Cat Dengan Waktu Pengadukan Untuk mengetahui hubungan antara cat dengan waktu pengadukan agar cat dapat tercampur merata maka dilakukan pengambilan data setiap kenaikan 50 ml dengan lama waktu pengadukan. Data yang diambil adalah volume cat yang akan dicampur dengan lama pengadukan. Hasilnya akan didapat tercampur atau tidaknya campuran cat tersebut sesuai dengan lamanya pengadukan dan volume cat. Parameter dari tercampur atau tidaknya cat yaitu dengan melakukan pengamatan secara langsung/secara visual. Dengan membandingkan hasil antara pengamat 1 dengan pengamat 2. Berikut adalah tabel 4.9 data dari hubungan antara volume cat dan waktu lama pengadukan :

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


35

Tabel 4.9 Tabel Hubungan Antara Volume Cat dengan Waktu Lama Pengadukan No Volume Cat t pengadukan (s) Tercampur/Tidak (ml) Tercampur Pengamat 1 Pengamat 2 1. 450 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tercampur 25 25 Tercampur 2. 500 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tercampur 25 25 Tercampur 3. 550 5 5 Tidak Tercampur 10 10 Tidak Tercampur 15 15 Tidak Tercampur 20 20 Tidak Tercampur 25 25 Tidak Tercampur 30 30 Tercampur Setelah melakukan pengujian hubungan antara lama waktu pengadukan dengan volume cat maka lama waktu yang digunakan yaitu 30 detik selain itu tipe bentuk pengaduk cat juga berpengaruh dalam proses pencampuran cat agar cat dapat tercampur merata.

4.6 Pengujian Keberhasilan Sistem Pengujian sistem secara keseluruhan bertujuan untuk mengetahui kinerja hardware, software maupun sistem pada alat secara keseluruhan yang dilakukan dengan melihat tingkat keberhasilan sistem. Keberhasilan dari sistem didapat

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


36

dengan menghitung jumlah selisih volume antara set point dengan volume Output dibagi dengan banyak percobaan.Dari hasil perhitungan di dapatkan hasil rata-rata selisih volume set point terhadap volume output yaitu 12,4 ml. Maka dari hasil perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Berikut adalah tabel data sistem keberhasilan dari sistem secara keseluruhan : Tabel 4.10 Data Sistem Keberhasilan Percobaan ke-

Set point (ml)

1

200

Output (ml)

ΔV (ml)

230

30

2

215

15

3

220

20

4

238

38

5

210

10

200

0

2

220

20

3

200

0

4

205

5

5

197

3

195

5

2

210

10

3

220

20

4

210

10

5

100

0

1

1

200

200

∑ΔV (ml)

186

̅̅̅̅ ∆V (ml)

12,4

TUGAS AKHIR

Warna Campuran Manual


Warna Hasil

PRATAMA BAGUS B.


37

4.7 Pengujian Daya Listrik Pengujian daya listrik pada sistem dilakukan untuk mengetahui konsumsi daya pada sistem yang telah dibuat. Berikut

table 4.11 adalah tabel

pengujian daya sistem : Tabel 4.11 pengujian daya dari sistem Percobaan ke -

Daya alat (watt)

1

5,5

2

5,2

3

5,3

4

5,5

5

5,5

6

5,5

7

5,5

8

5,4

9

5,4

10

5,5

Rerata

5,43

Pada tabel 4.11 data uji daya dilakukan percobaan daya alat dimana percobaan dilakukan 10 kali dan dilakukan pengambilan data dengan sekali proses alat bekerja. Pada data yang telah diambil dapat diambil rerata dan dapat dikatakan alat pencampur cat ini membutuhkan daya sekitar 5,43 Watt untuk sekali proses pencampuran cat atau sekali proses bekerja.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Dari kegiatan pengujian Tugas Akhir dengan judul Rancang Bangun

Pencampur Cat Tembok Otomatis Berbasis PC yang sudah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1.

Berdasarkan hasil perancangan diperoleh bahwa komposisi cat dan air yang optimal cat dan air yang optimal adalah 60 : 40.

2.

Dengan volume yang semakin banyak maka waktu pengadukan yang dibutuhkan untuk proses pencampuran cat juga semakin lama.

3.

Waktu yang diperlukan untuk mencampur cat supaya merata adalah 30 detik.

5.2

Saran Penulis mengharapkan agar kedepannya rancang bangun alat pencampur cat

bisa dikembangkan sehigga lebih baik lagi dalam hal pengontrolan volume. Beberapa saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut: 1. Dalam

melakukan

pencampuran

diharapkan

diperhatikan

dalam

mekanisme pembuatan pengaduk, tata letak jarak pengaduk dengan sampel dan juga tempat dari pengadukan cat. 2. Dikarenakan menggunakan sample bahan cair maka harap diperhatikan dalam peletakan kontroler sehingga tidak terkena tetesan maupun cairan yang dapat mempengaruhi kinerja alat. TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B


DAFTAR PUSTAKA

Evana, Yoseph; Fany Indriaty; dan Hugeng. 2008. Sistem Pencampuran Cat Menggunakan Mikrokontroler Dengan Interface PC. Vol 10, No.2 . Jakarta. Winarno. 2015. “Petunjuk Praktikum Perangkat Antar Muka 1”. Surabaya : Universitas Airlangga. Pambudi, Siswo. 2007. “Rancang Bangun Sistem Elektromekanik Pada Otomasi Alat Pencampur Cat Menggunakan Mikrokontroler AT89S51” Tugas Akhir D-3, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Diponegoro, Semarang. Syahrul; Ryan Saputra. “Rancang Bangun Pencampur Cat Otomatis Berbasis Mikrokontroler”. Bandung : Teknik Komputer Unikom. Pratikto, Aryanto Hari. 2009. “Prototype Pencampur Warna Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Surakarta : Universitas Muhammadiyah. Gumelar, Ramdan; Ade Gafar Abdullah; Maman Somantri. 2013. “Simulator Sistem Pencampur Warna Otomatis Berbasis PLC Terintegrasi Human Machine Interface”. VOL.12, NO.2, 115- 126. Bandung : Teknik Elektro FPTK UPI.

Fadlilah, Umi; Fatah Yasin Al Irsyadi; Aryanto Hari Pratikto. 2009. “Prototype Pencampur Warna Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Surakarta : Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah. Nuswantara, Satria M. 2009. “Perancangan Proses Otomatis Pada Sistem Kontrol Servo Valve Untuk Pencampuran Fluida Warna Berbasis Mikrokontroler”. Semarang : Teknik Elektro, Universitas Dipenogoro. Syahid, Andre Afrilian, Dedi Tri Widodo, Hizkia Pandhega, Rama Permata Senja. “Rancang Bangun Miniatur Pencampuran Warna Primer Cat Menjadi Warna Sekunder Secara Otomatis Berbasis PLC dan SCADA”. Semarang : Politeknik Negeri Semarang.

TUGAS AKHIR


PRATAMA BAGUS B.

RANCANG BANGUN ALAT PENCAMPUR CAT TEMBOK OTOMATIS BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC) (BAGIAN I) TUGAS AKHIR

Recommend Documents