RANCANG BANGUN MINIATUR JEMURAN OTOMATIS DENGAN GERAK HORIZONTAL
TUGAS AKHIR
Ditulis Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Oleh ANDI HERMAWAN
: 1105051003
FAISAL ABDAU S
: 1105051017
RUT MEYONA M
: 1105051036
TIMBUL HUTABARAT
: 1105051044
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
ABSTRAK Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul disekitarnya serta meringankan pekerjaan yang ada. Pada umumnya orang sering disibukan dengan pekerjaannya biasanya akan lupa dengan apa yang ada dirumah nya dan merasa tidak tenang pada saat hujan tiba – tiba saja turun karena itu, simulasi alat control jemuran otomatis akan sangat membantu, dengan alat ini kita bias meninggalkan jemuran pakaian kita tanpa takut apa bila hujan tiba – tiba saja turun. Karena simulasi akan membuka dan menutup atap secara otomatis dengan keadaan lingkungan. Pada saat cuaca mendung dan akan turun hujan jemuran akan masuk ketempat yang teduh, begitu sebaliknya jika cuaca cerah jemuran akan kembali keluar rumah. Jemuran akan bergerak dengan motor listrik 1 phasa. Jemuran akan bekerja sanagat baik pada hasil percobaan kami memperoleh motor bekerja dengan kecepatan putar 51,9 rpm dengan waktu 6”28 s.
ABSTRACT Advances in science and technology have encouraged people to try to overcome all the problems that aries around it and alleviate the exisiting job. In general, people are often preouccupied with his work will usually forgotten by what is in his house and would feel uneasy when it rainssuddenlly dropped because no one picked up the drying clothes outdoors. Therefore, the simulation toolclothesline automatic control will be very helpful, with this tool we can leave our clothes hourse without fear when suddenly it raine. Because of simulation tool will open and automatically close the roof with the environment. By the time the weather is cloudly and rain is likely to fal will be entering into clothes line will back out of the house. Clothesline will work very well with the experimental results we obtained the motor works with 51,9 rpm rotational speed with a 6”28s.
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Kuasa yang telah
melimpahkan
Rahmat
dan
Karunia-Nya,
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Penulisan laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk melengkapi program perkuliahan Diploma III (D3) pada Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik, Politeknik Negeri Medan.
Dari awal penulisan Tugas Akhir ini hingga penyelesaiannya penulis telah memperoleh banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara material maupun spiritual. Ucapan terima kasih penulis sampaikan terkhusus kepada orangtua tercinta yaitu Ibunda Nuriwarti dan ayahanda Erwansyah Nst yang telah memberikan semangat, dukungan serta doanya.
Dalam kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak – pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yaitu: 1.
M.Syahruddin, S.T.,M.T. Direktur Politeknik Negeri Medan.
2.
Idham Kamil, S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan.
3.
Aulia Salman, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing dan Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan.
4.
Ir. Abdul Razak, S.T.,M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik.
5.
Aulia Salman, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir saya.
6.
Seluruh staff pengajar Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan.
7.
Seluruh staff Administrasi Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan.
i
8.
Terima kasih terhadap teman teman yang telah membantu membuat material Tugas Akhir kami.
9.
Kepada satu kelompok Tugas Akhir yaitu, Timbul Hutabarat, Faisal Abdau, dan Rut meyona yang telah bekerja sama dengan baik dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
10. Seluruh teman-teman di Politeknik Negeri Medan khususnya kelas EN 6A yang banyak memberikan dukungan moral untuk terselesaikannya Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna dan terdapat banyak kekurangan dan kesalahan yang masih perlu diperbaiki dan ditinjau ulang. Atas dasar kekurangan pada laporan ini penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca agar Tugas Akhir ini dapat disempurnakan di masa mendatang.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya dan dapat menjadi acuan dalam pembuatan Tugas Akhir selanjutnya.
Medan, September 2014 Penulis
ANDI HERMAWAN NIM.1105051003
ii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Percobaan ..................................................................................... 38 Tabel 4.2 Rincian Biaya Bahan Elektronik ........................................................... 39 Tabel 4.3 Rincian Biaya Bahan Non Elektronik ................................................... 39 Tabel 4.4 Rincian Biaya Operasional.................................................................... 39 Tabel 4.5 Total Biaya ............................................................................................ 40
iii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Thermal Overload Relay ..................................................... 10 Gambar 2.2 Skema Limit Switch ........................................................................ 12 Gambar 2.3 Light Dependent Resistor ............................................................... 13 Gambar 2.4 Sketsa Motor AC 1 Phasa ............................................................... 19 Gambar 2.5 Perbedaan Gelombang Sinusoidal ................................................... 20 Gambar 2.6 Skema Stator Motor ........................................................................ 20 Gambar 2.7 Belitan Sangkar Motor Induksi ....................................................... 21 Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan .............................................................. 24 Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Kerja Miniatur ............................................. 26 Gambar 3.3 Skema Polaritas Perubahan Putaran Motor ..................................... 27 Gambar 3.4 Skema Polaritas Perubahan Putaran Motor ..................................... 27 Gambar 3.5 Rangkaian Membalik Putaran Motor AC 1 Phasa .......................... 28 Gambar 3.6 Skema Kontaktor ............................................................................. 29 Gambar 3.7 Skema Time Delay Relay................................................................ 29 Gambar 3.8 Skema Thermal Overload Relay ..................................................... 30 Gambar 3.9 Skema Perancangan Jemuran ......................................................... 31 Gambar 3.10 Skema Light Dependent Resistor .................................................... 31 Gambar 3.11 Kontaktor SK - 20 ........................................................................... 32 Gambar 3.12 Mini Circuit Breaker ....................................................................... 33 Gambar 3.13 Limit Switch .................................................................................... 34 Gambar 3.14 Light Dependent Resistor ................................................................ 35 Gambar 3.15 Motor AC 1 Phasa ........................................................................... 36 Gambar3.16 Wiring Diagram Membalik Arah Putaran Motor ............................. 37
iv
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL LEMBAR SPESIFIKASI LEMBAR PERSETUJUAN LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR ......................................................................................... i DAFTAR TABEL ............................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... iv DAFTAR ISI ........................................................................................................ v
BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Pemilihan Judul............................................. 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................. 2 1.3 Tujuan Penelitian .................................................................... 2 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................. 2 1.5 Metode Pengumpulan Data .................................................... 3 1.6 Sistematika Penelitian ............................................................ 3 1. BAB 1 Pendahuluan ......................................................... 3 2. BAB 2 Dasar Teori ........................................................... 3 3. BAB 3 Data Penelitian ..................................................... 3 4. BAB 4 Perhitungan dan Analisa Data .............................. 3 5. BAB 5 Kesimpulan dan Saran.......................................... 4
BAB 2 DASAR TEORI ....................................................................................... 5 2.1 Alat – Alat Rangkaian Miniatur Jemuran Otomatis ............... 6 2.1.1 Alat – Alat Elektronik ................................................... 6 2.1.1.1 Kontaktor .................................................................... 6 2.1.1.2 Mini Circuit Breaker .................................................. 7 2.1.1.3 Thermal Overload Relay .................................. 10 2.1.1.4 Limit Switch .................................................... 11 v
2.1.1.5 Time Delay Relay ........................................... 12 2.1.1.6 Light Dependen Resistor ................................. 13 2.1.1.7 Lampu Indikator............................................... 15 2.1.1.8 Panel ................................................................ 17 2.2.2 Alat – Alat Mekanik ..................................................... 19 2.2.2.1 Motor AC 1 phasa ............................................ 19 2.2.2.2 Rel Jemuran ...................................................... 21 2.2.2.3 Katrol ................................................................ 21 2.2.2.4 Miniatur Jemuran ............................................. 23
BAB 3 RANCANGAN MINIATUR JEMURAN OTOMATIS ...................... 24 3.1 Proses Pembuatan ................................................................ 24 3.1.2 Konsep Perancangan Mesin ........................................ 24 3.1.3 Studi Literatur ............................................................ 25 3.1.4 Desain Mesin ............................................................. 25 3.1.5 Menentukan Komponen Mesin .................................. 25 3.1.6 Unjuk Kerja ............................................................... 25 3.2 Mekanisme Kerja Miniatur Jemuran Otomatis ..................... 26 3.2.1 Diagram Blok Kerja Miniatur Jemuran Otomatis ....... 26 3.2.2 Perancangan Sistem .................................................... 30 3.2.3 Perancangan Sistem Mekanik ..................................... 30 3.2.4 Perancangan Sistem Elektrik ...................................... 31 3.3 Spesifikasi Peralatan..............................................................32 3.3.1 Spesifikasi kontaktor ................................................... 32 3.3.2 Spesifikasi Mini Circuit Breaker................................. 33 3.3.3 Spesifikasi Time Delay Relay......................................34 3.3.4 Spesifikasi Limit Switch..............................................34 3.3.5 Spesifikasi LDR...........................................................35 3.3.6 Spesifikasi Motor AC 1 Phasa.....................................36
vi
BAB 4 ANALISA DATA DAN ANALISA BIAYA MESIN ........................... 38 4.1 Data Percobaan .................................................................... 38 4.2 Rincian Biaya Pengerjaan Tugas Akhir ............................... 38 4.3 Biaya Pembelian Material.....................................................39 4.3.1 Rincian Biaya Bahan Elektronik ................................ 39 4.3.2 Rincian Biaya Bahan Non Elektronik ........................ 39 4.3.3 Rincian Biaya Operasional Pengerjaan ....................... 39 4.3.4 Total Biaya ................................................................. 40
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 41 5.1 Kesimpulan ........................................................................... 41 5.2 Saran .................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya serta meringankan pekerjaan yang ada. Pada umumnya orang sering di sibukkan dengan pekerjaannya biasanya akan lupa dengan apa yang ada di rumahnya dan akan merasa tidak tenang saat hujan tiba-tiba saja turun karena tidak ada yang mengangkat pakaiannya yang di jemur di luar rumah. Oleh karena itu, simulasi alat kontrol jemuran otomatis akan sangat membantu. Dengan alat ini kita bisa meninggalkan jemuran pakaian kita tanpa takut apabila tiba-tiba hujan turun. Karena simulasi alat ini akan masuk dan keluar secara otomatis dengan keadaan lingkungan. Dengan memanfaatkan jemuran otomatis ini, dapat membantu masyarakat umum tidak merasa khawatir ketika menjemur jika tiba-tiba cuaca menjadi mendung dan akan turun hujan. Dalam pengoperasiannya alat ini menggunakan sensor cahaya yang digunakan untuk mengetahui cuaca di sekitar jemuran. Ketika cuaca di sekitar jemuran terang maka otomatis jemuran akan keluar,dan sebaliknya apabila cuaca di sekitar jemuran hujan maka jemuran otomatis akan masuk ke dalam. Jika ditinjau dari segi ekonomi, jemuran otomatis jauh lebih murah di bandingkan dengan mesin-mesin yang lain atau bisa dikatakan harganya terjangkau untuk kalangan masyarakat. Di era jaman sekarang mungkin jemuran otomatis ini sangat dibutuhkan masyarakat karena masyarakat sekarang banyak di sibukkan dengan pekerjaannya. Miniatur adalah perwujudan fisik tiga dimensi sebuah desain dalam skala kecil atau mini. Fungsi dari sebuah miniatur adalah sebagai media visualisasi sebuah desain sebagai alat untuk menjelaskan sebuah rancangan. 1
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat dan merancang sebuah simulasi kontrol otomatis yang diaplikasikan sebagai tempat penjemuran otomatis. Dimana pada perancangan ini akan dirumuskan masalah: 1. Bagaimana prinsip kerja rangkaian miniatur jemuran otomatis. 2. Bagaimana merangkai komponen agar jemuran bisa keluar dan masuk. 3. Dapat membuat mesin ini bekerja dengan baik. 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini ialah: 1. Memperdalam pemahaman tentang Sensor Cahaya, Relay, Kontaktor, MCB, Motor. 2. Membantu orang yang akan membuat mesin ini dalam skala besar. 3. Memenuhi dan melengkapi persyaratan penyelesaian pendidikan program studi Teknik Konversi Energi Mekanik di Politeknik Negeri Medan. 1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat penulisan tugas akhir ini ialah: 1. Laporan ini dapat menjadi sumber referensi dalam merancang Jemuran otomatis di perpustakaan Politeknik Negeri Medan. 2. Bermanfaat bagi penulis karena dapat menyelesaikan program perkuliahan D3 Politeknik negeri Medan. 3. Sebagai tambahan pembelajaran yang menjadi masukan bagi Mahasiswa Politeknik Negeri Medan tentang perancangan Jemuran otomatis ini.
2
1.5 Metode Pengumpulan Data Data – data yang diperoleh dan diolah dalam laporan tugas akhir berikut di kumpulkan dari beberapa metode, yaitu sebagai berikut : 1. Riset dan Tinjauan Lapangan Melakukan pengambilan data secara langsung kelapangan untuk melihat, mengamati dan mempelajari secara langsung keadaan dan dengan melakukan uji coba pada miniatur jemuran otomatis tersebut. 2. Studi Kepustakaan Mempelajari buku dan karya ilmiah yang berhubungan dengan Miniatur Jemuran Otomatis. 3. Diskusi dengan dosen pembimbing
1.6 Sistematika Penelitian Sistematika penulisan tugas akhir di susun dalam beberapa bab, yaitu sebagai berikut : 1. BAB 1 Pendahuluan Bab ini berisi pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penulisan dan sistematika penulisan dari laporan tugas akhir ini. 2. BAB 2 Dasar Teori Bab ini berisi tentang cakupan konsep dan teori – teori pendukung yang menjadi landasan dari tugas akhir ini. 3. BAB 3 Data Penelitian Bab ini berisi tentang data – data hasil pengamatan yang diperoleh dari pengamatan langsung di lapangan. 4. BAB 4 Perhitungan dan Analisa Data Bab ini berisi tentang perhitungan data – data parameter yang digunakan sebagai bahan perhitungan yang diolah menjadi data hasil penelitian.
3
5. BAB 5 Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pengamatan yang penulis dapatkan dan saran dari penulis untuk perkembangan di masa yang akan datang.
4
