RANCANG BANGUN MESIN PENGISI TABLET KE DALAM BOTOL SECARA OTOMATIS
LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
SPESIALISASI TEKNIK PERAWATAN DAN PERBAIKAN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Oleh: 1. BENRIK PURBA
NIM : 1005011016
2. CHRIST JULIO BANGUN
NIM : 1005011022
3. DANIEL B. PASARIBU
NIM : 1005011025
4. RANTO H. SILABAN
NIM : 1005011081
5. SAMUEL SIHOTANG
NIM : 1005012191
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
INTISARI
Perkembangan ilmu dan teknologi terus semakin berkembang seiring dengan berjalannya waktu. Tidak terlepas dari pengaruh yang timbul akibat perkembangan itu pada segala sektor, seperti sektor industri yang salah satunya ialah industri farmasi. Beberapa keuntungan dari perkembangan ilmu dan teknologi pada industri farmasi ialah mempergunakan sistem yang relatif cepat, efektif, dan efisien yang bersifat otomatis dalam pengisian tablet ke dalam botol obat. Dua contoh sistem otomasi yang berkembang itu ialah sistem elektrik dan mekanik, yang diaplikasikan pada “Mesin Pengisi Tablet ke Dalam Botol Secara Otomatis” ini, yang bertujuan sebagai penerapan teknologi yang tepat guna yang bermanfaat bagi banyak kalangan. Mesin ini dirancang untuk kapasitas atau jumlah tablet yang dapat diatur sesuai keinginan karena mesin ini menggunakan sensor dan mikrokontroler sebagai sistem elektriknya. Selain itu, mesin ini juga dirancang menggunakan komponen utama, yaitu: rangka mesin, rumah piringan pemutar, piringan pemutar, motor AC, konveyor sekat, motor DC, rantai dan sproket, katup, power supply, poros, dan bantalan. Adapun prinsip kerja dari mesin ini ialah piringan pemutar bekerja sebagai pengumpan (feeder) untuk untuk men-supply tablet melalui saluran keluaran yang diberi sensor dan katup. Sensor berfungsi untuk mendeteksi tablet yang melewati saluran keluaran. Dari saluran, tablet akan masuk ke dalam botol, saat botol sudah berisi tablet dengan jumlah yang diinginkan, maka katup akan menutup oleh karena perintah dari mikrokontroler. Kemudian mikrokontroler memerintahkan agar motor DC bekerja sampai sensor yang terdapat pada dinding luar sekat, tepat di bawah selang keluaran, mendeteksi botol berikutnya, demikian seterusnya.
Kata kunci : Otomatis, Tablet, Elektrik, dan Mekanik
ABSTRACT
Development of science and technology is going on growing up by the time. Not apart from the effects of the development in whole sectors, such as industrial sector, one of which is the pharmaceutical industry. Several advantages of development of science and technology in the pharmaceutical industry are using the system that relatively fast, effective, and efficient which is filling medicine tablets into bottles automatically. Two examples of the developed automation systems are electrical system and mechanical system that applied in this “automatically filling tablet into bottle machine” which has suppose as application of appropriate useful technology, has benefit to lots of society. This machine is designed for adjustable capacity and number of the tablet according to desire because this machine uses sensor and microcontroller as its electrically controller system. This machine is also designed using major components, they are : the machine frame, feeder disc casing, feeder disc, AC motor, bulkhead conveyor, DC motor, sprocket and chain, valve, power supply, shaft, and bearings. The working principle of this machine is the feeder disc work as feeder to supply tablets trough outlet port which is installed sensor and valve. The sensor has function to detect the tablet that through the outlet port. From which the tablet will get into bottle. When the bottle already fulfilled with the number of the tablets as desire, then the valve will close for the command from microcontroller. After that the microcontroller commands DC motor to work untill sensor which abide at wall of outside bulkhead, exactly below the outlet port hole, detect the next bottle, and then on. Keywords: Automatic, Tablet, Electrical, and Mechanical
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih karunia dan rahmat-Nya dengan memberikan waktu, tenaga dan dana sehingga Laporan Tugas Akhir ini diselesaikan dengan baik, dan tepat pada waktunya. Adapun judul Laporan Tugas Akhir ini yaitu “Rancang Bangun Mesin Pengisi Tablet ke Dalam Botol Secara Otomatis”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Mesin semester VI Politeknik Negeri Medan. Secara khusus mata kuliah ini mendapat perhatian yang lebih karena dituntut kemandirian mahasiswa dalam ilmu aplikasi teknik yang selama ini didapat di Politeknik Negeri Medan. Sebagai contoh, ilmu elemen mesin, autocad, dan mata kuliah pendukung lainnya, sehinggga setelah mendapat ilmu tersebut pada semester sebelumnya dapat mengaplikasikannya dalam bentuk rancang bangun maupun perancangan. Kelompok ini banyak mendapat bantuan, dukungan, dari berbagai pihak yang mendukung saya dalam penulisan laporan ini, oleh karena itu selayaknya kami mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin,S.T.,M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Ir. Gidion Sembiring, M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Drs. Infarizal,M.T., Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 4. Syariful Hikmah Sormin,S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing dalam penulisan dan pengerjaan Tugas Akhir ini; 5. Ir. Sumartono,M.T., selaku dosen wali kelas ME-6C dan Drs. Ir. Sellamat Sibarani, M.T., selaku dosen wali kelas ME-6D yang banyak memberikan motivasi untuk pengerjaan tugas akhir ini; 6. Seluruh Dosen Politeknik Negeri Medan, yang telah memberikan ilmunya kepada anggota kelompok, khususnya kepada dosen-dosen Jurusan Teknik Mesin; 7. Staf Administrasi Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan;
8. Kelompok tugas akhir: Benrik Purba, Samuel sihotang, Christ Julio Bangun, Daniel Pasaribu dan Ranto H.Silaban atas kerja sama dan dana serta waktu yang kita diberikan untuk pengerjaan tugas akhir ini; 9. Teman-teman stambuk 10, khususnya Kelas ME- 6C dan ME-6D yang turut memberikan dorongan, sehingga laporan ini dapat diselesaikan; 10. Seluruh Mahasiswa Politeknik Negeri Medan, yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Kami menyadari bahwa dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan. Oleh sebab itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca untuk kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini dan juga sebagai masukan bagi kelompok kami. Akhir kata, kami ucapkan terima kasih dan semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua orang yang membacanya dan yang akan membahas topik yang sama.
Medan, 26 Agustus 2013 Hormat kami,
1. BENRIK PURBA
NIM: 1005011016
2. CRIST JULIO BANGUN
NIM: 1005011022
3. DANIEL B. PASARIBU
NIM: 1005011025
4. RANTO H. SILABAN
NIM\; 1005011081
5. SAMUEL SIHOTANG
NIM: 1005012191
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .......................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ iii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv INTISARI.............................................................................................................. v ABSTRACT ......................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Permasalahan .................................................................... 1 B. Batasan Masalah ........................................................................................ 2 C. Tujuan ........................................................................................................ 2 D. Manfaat ..................................................................................................... 2 E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tablet ....................................................................................................... 4 B. Bantalan ................................................................................................... 5 1. Klasifikasi Bantalan ........................................................................... 5 2. Perbandingan antara Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding .......
6
3. Jenis-jenis Bantalan Gelinding ........................................................... 7 4. Dasar Perhitungan Pemilihan Bantalan Gelinding Jenis Bola .......... 10 C. Poros …………………………………………………………………… 12 1. Macam-macam Poros ....................................................................... 12 2. Hal-hal Penting dalam Perencanaan Poros ....................................... 13 3. Dasar Perhitungan Pemilihan Diameter Poros ................................. 14 D. Fotodioda dan LED ............................................................................... 16 E. Mikrokontroler…………………………………………………………. 17
1. Sistem Input Komputer .................................................................... 18 2. Sistem Output Komputer ................................................................. 18 3. CPU ( Central Processing Unit) ....................................................... 18 4. Clock dan Memori Komputer .......................................................... 19 5. Program Komputer ........................................................................... 19 6. Sistem Mikrokontroler ...................................................................... 20 F. Transmisi Rantai Rol .............................................................................. 20 G. Dasar Perhitungan Pemilihan Transmisi Rantai ..................................... 22 BAB III. ANALISIS PERANCANGAN KONSTRUKSI MESIN A. Perhitungan Daya pada Mekanisme Atas (Feeder) ................................. 24 B. Perhitungan Daya Tanpa Beban pada Mekanisme Bawah (Konveyor) .. 27 C. Perhitungan Daya Beban ........................................................................ 31 D. Perhitungan Daya Total ......................................................................... 32 E. Perhitungan Diameter Poros ................................................................... 32 F. Perbandingan Kecepatan pada Rantai dan Sproket ............................... 34 G. Perhitungan Umur Bantalan ................................................................... 35 H. Analisis Keamanan Tegangan Bengkok pada Sekat ............................... 37 I. Analisis Keamanan Plat Penahan Sekat .................................................. 38 BAB IV. PEMBUATAN KONSTRUKSI DAN OTOMASI A. Bagian-bagian Utama Mesin ................................................................... 40 1. Rangka Mesin ................................................................................... 41 2. Rumah Piringan Pemutar (feeder disc casing) ................................. 41 3. Piringan Pemutar (feeder disc) ......................................................... 42 4. Motor Fan ........................................................................................ 43 5. Konveyor Sekat ................................................................................ 44 6. Motor Power Window ....................................................................... 44 7. Power Supply .................................................................................... 45 8. Poros ................................................................................................. 45 9. Bantalan ............................................................................................ 46 10. Central Lock ...................................................................................... 47 11. Rantai dan Sproket ............................................................................ 47
B. Prinsip Kerja Mesin ................................................................................ 48 C. Sistem Otomasi ………………………………………………………… 49 1. Jenis Memori ATMega8535 ............................................................. 49 2. Fitur ATMega8535 ........................................................................... 50 3. Konfigurasi Pin ATMega8535 ......................................................... 51 4. Program Pengontrol Mesin Pengisi Tablet ke Dalam Botol ............. 52 D. Kapasitas Mesin ……………………………………………………….. 58 BAB V. ANALISIS BIAYA A. Biaya Material ........................................................................................ 59 B. Biaya Listrik ........................................................................................... 60 C. Upah Tenaga Kerja ................................................................................. 61 D. Total Biaya Pembuatan Mesin ............................................................... 62 E. Harga jual mesin .................................................................................... 63 BAB VI. OPERASIONAL, PERWATAN DAN PERBAIKAN MESIN A. Pengoperasian Mesin .............................................................................. 64 B. Perawatan dan Perbaikan Mesin ............................................................. 66 BAB VII. PENUTUP A. Kesimpulan .............................................................................................. 70 B. Saran ........................................................................................................ 70 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………. 72 LAMPIRAN……………….…………………………………………………... 74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Obat Tablet ...................................................................................... 4 Gambar 2. Macam-macam Bantalan Gelinding .................................................. 8 Gambar 3. Ilustrasi Kerja Fotodioda ................................................................. 16 Gambar 4. Diagram Mikroprosesor .................................................................. 17 Gambar 5. Rantai Rol........................................................................................ 20 Gambar 6. Profil Gigi dari Sproket Rantai RoL ............................................... 21 Gambar 7. Detail Konveyor .............................................................................. 29 Gambar 8. Detail Poros ..................................................................................... 29 Gambar 9. Sproket ........................................................................................... 33 Gambar 10. Sekat ................................................................................................ 38 Gambar 11. Sketsa Mesin Pengisi Tablet ke Dalam Botol ................................. 40 Gambar 12. Rangka Mesin.................................................................................. 41 Gambar 13. Rumah Piringan Pemutar ................................................................ 42 Gambar 14. Piringan Pemutar ............................................................................. 43 Gambar 15. Motor AC ........................................................................................ 43 Gambar 16. Konveyor Sekat ............................................................................... 44 Gambar 17. Motor DC ........................................................................................ 45 Gambar 18. Poros................................................................................................ 46 Gambar 19. Bantalan........................................................................................... 46 Gambar 20. Katup ............................................................................................... 47 Gambar 21. Rantai dan Sproket .......................................................................... 48 Gambar 22. Konfigurasi Pin ATMega8535 ........................................................ 51
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Klasifikasi Bantalan Gelinding Serta Karakteristiknya ..................... 9 Tabel 2. Faktor Koreksi Untuk Momen Bengkok dan Momen Puntir.............. 15 Tabel 3. Spesifikasi Motor AC .......................................................................... 43 Tabel 4. Spesifikasi Motor DC ......................................................................... 44 Tabel 5. Data Percobaan ................................................................................... 58 Tabel 6. Perhitungan Biaya Material ................................................................ 59 Tabel 7. Pemakaian Daya Listrik ...................................................................... 61 Tabel 8. Daya Total Mesin ................................................................................ 63
