USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM OTOMATISASI PEMOTONGAN GETHUK DENGAN PANJANG YANG BERVARIASI
BIDANG KEGIATAN: PKM-GAGASAN ILMIAH
Diusulkan oleh: RAHMAN RIZKI ALIFIANTO (1610021-2010/2011) ACHMAD IBADAH LANO (1610001-2010/2011) ARGA MARTHA WIDIANTO (1610005-2010/2011) UNGGUL NASRULLOH WIRATAMA (1610025-2010/2011)
SEKOLAH TINGGI TEKNIK ATLAS NUSANTARA MALANG 2014
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM OTOMATISASI PEMOTONGAN GETHUK DENGAN PANJANG YANG BERVARIASI
BIDANG KEGIATAN: PKM-GAGASAN ILMIAH
Diusulkan oleh: RAHMAN RIZKI ALIFIANTO (1610021-2010/2011) ACHMAD IBADAH LANO (1610001-2010/2011) ARGA MARTHA WIDIANTO (1610005-2010/2011) UNGGUL NASRULLOH WIRATAMA (1610025-2010/2011)
SEKOLAH TINGGI TEKNIK ATLAS NUSANTARA MALANG 2014
i
PENGESAHAN PKM-GAGASAN TERTULIS
1. Judul Kegiatan
: Perancangan Dan Implementasi Sistem Otomatisasi Pemotongan Gethuk Dengan Panjang Yang Bervariasi
2. Bidang Kegiatan
: PKM-GT
3. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap
: RAHMAN RIZKI ALIFIANTO
b. NIM
: 1610021
c. Jurusan
: Teknik Elektro
d. Universitas/Institut/Politeknik
: Sekolah Tinggi Teknik Atlas Nusantara
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Jl. Jati Sari No.16 Rt.02/Rw.06 Ds.Pepelegi Kec.Waru Kab.Sidoarjo
f. Alamat email
:
[email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 3 orang 5. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap dan Gelar
: Dharmawan, S.ST
b. NIDN
: 0722128603
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Perum. Bumi Banjararum Asri (Estate) Blok SS-17, Singosari – Malang / 081334914565
6. Biaya Kegiatan Total a. Dikti
: Rp 3.000.000,00
b. Sumber lain (sebutkan . . . )
:-
7. Jangka Waktu Pelaksanaan
: 3 bulan
ii
iii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN SAMPUL ..............................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
ii
DAFTAR ISI .............................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
v
RINGKASAN ............................................................................................
vi
BAGIAN INTI BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ......................................................................
1
1.2 Tujuan ...................................................................................
2
1.3 Manfaat .................................................................................
2
BAB II GAGASAN ..................................................................................
3
2.1 Kondisi Alat Terkini ..............................................................
3
2.2 Solusi Alat yang Telah Ada ...................................................
4
2.3 Pembaharuan Alat .................................................................
5
2.4 Langkah-Langkah Pembaharuan Alat ....................................
5
2.4.1 Block Diagram ..............................................................
6
2.4.2 Desain Rangkaian Mikrokontroler ................................
9
2.4.3 Desain Rangkaian Minimum LCD ................................
10
2.4.4 Rangkaian Minimum Optocoupler ................................
10
2.4.5 Perancangan Program ...................................................
11
BAB III KESIMPULAN ............................................................................
12
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 2.1
Flowchart Pencetakan Gethuk ..........................................................
3
2.2
Alat Pencetak Gethuk .......................................................................
3
2.3
Flowchart Pemotongan Gethuk .........................................................
4
2.4
Alat Pencetak Gethuk dengan Penggerak Mesin Diesel .....................
4
2.5
Rancang Bangun Pembaharuan Alat .................................................
5
2.6
Plant Alat .........................................................................................
5
2.7
Blok Diagram Sistem ........................................................................
6
2.8
Rangkaian Mikrokontroler ................................................................
9
2.9
Rangkaian LCD ................................................................................
10
2.10 Rangkaian Optocoupler .....................................................................
10
2.11 Flowchart Program ...........................................................................
11
v
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM OTOMATISASI PEMOTONGAN GETHUK DENGAN PANJANG YANG BERVARIASI Oleh: Rahman Rizki Alifianto, Achmad Ibadah Lano, Arga Martha Widianto, Unggul Nasrulloh Wiratama RINGKASAN Permintaan konsumen terhadap jajanan pasar khususnya gethuk masih memiliki banyak peminat, akan tetapi hingga saat ini banyak produsen Usaha Kelas Menengah (UKM) gethuk pada salah satu proses tahap akhir pembuatan gethuk yakni pemotongan gethuk masih banyak dilakukan secara manual, dengan membutuhkan tenaga dan waktu yang cukup banyak, proses pemotongan secara manual dengan berdasarkan perkiraan terdapat hasil panjang potongan yang tidak proporsional sehingga hanya efektif untuk memproduksi jumlah yang kecil. Idealnya pemotongan gethuk dilakukan secara otomatisasi dengan sistem kontrol lup tertutup agar dapat mengurangi tenaga dan waktu yang dibutuhkan untuk proses tersebut, sehingga ukuran panjang potongan dapat proporsional dengan ukuran yang dapat bervariasi sesuai referensi dan dapat meningkatkan efektifitas produksi dalam jumlah yang besar. Untuk mengetahui proses pembuatan, pencetakan dan pemotongan jajanan pasar khususnya gethuk, Untuk bahan perbandingan selama masa perkuliahan yakni antara teori dengan praktek. Untuk dapat belajar merancang hardware maupun software dari sistem kontrol yang dibutuhkan. Pembuatan jajanan pasar khususnya gethuk yang umum digunakan berbahan dasar singkong kuning sedangkan untuk bumbu pelengkapnya yakni gula, garam, vanili, kelapa parut, ketika kita akan merancang dan membuat suatu alat, atas dasar teori-teori yang diajarkan dalam masa perkuliahan hampir mendekati dengan kenyataan yang ada dilapangan. Kata kunci: Gethuk, Pemotongan Gethuk, Pencetak Gethuk
vi
BAB I PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Permintaan konsumen terhadap jajanan pasar khususnya gethuk masih memiliki banyak peminat, akan tetapi hingga saat ini banyak produsen Usaha Kelas Menengah (UKM) gethuk pada salah satu proses tahap akhir pembuatan gethuk yakni pemotongan gethuk masih banyak dilakukan secara manual, dengan membutuhkan tenaga dan waktu yang cukup banyak, proses pemotongan secara manual dengan berdasarkan perkiraan terdapat hasil panjang potongan yang tidak proporsional sehingga hanya efektif untuk memproduksi jumlah yang kecil. Idealnya pemotongan gethuk dilakukan secara otomatisasi dengan sistem kontrol lup tertutup agar dapat mengurangi tenaga dan waktu yang dibutuhkan untuk proses tersebut, sehingga ukuran panjang potongan dapat proporsional dengan ukuran yang dapat bervariasi sesuai referensi dan dapat meningkatkan efektifitas produksi dalam jumlah yang besar. Data ukuran panjang didapat dari sensor kecepatan. Data tersebut kemudian akan dibandingkan oleh data referensi panjang yang didapat dari keypad, yang kemudian diolah oleh mikrokontroler yang akan mengatur kecepatan motor conveyor. Kesetabilan kecepatan motor conveyor tersebut akan dikontrol dengan metode PID. Alat pemotongan gethuk otomatis ini dapat menghasilkan ukuran gethuk sesuai referensi, dengan toleransi error sebesar 7% dari panjang gethuk 30 mm dalam kurun waktu 1 detik, sehingga proses pembuatan gethuk dapat lebih cepat dan efisien dengan panjang yang proporsional.
1
1.2
TUJUAN
Berdasarkan latar belakang di atas, memiliki tujuan yaitu : a. Untuk mengetahui proses pembuatan jajanan pasar khususnya gethuk. b. Untuk bahan perbandingan selama masa perkuliahan yakni antara teori dengan praktek. c. Untuk dapat belajar merancang hardware maupun software dari sistem kontrol yang dibutuhkan.
1.3
MANFAAT
Adapun manfaat bagi pengguna nantinya, antara lain : a. Mengurangi beban pekerjaan dalam memutar tuas penggilingan. b. Mempercepat proses penggilingan. c. Menghasilkan panjang yang lebih proporsional secara otomatis.
2
BAB II GAGASAN
2.1
KONDISI ALAT TERKINI
Dalam proses produksi gethuk yakni pada proses pencetakan dan pemotongan gethuk, masih banyak produsen mengerjakan proses tersebut secara manual yakni membutuhkan tenaga manusia untuk memutar tuas alat pencetakan dan memotong panjang gethuk berdasarkan perkiraan perkiraan, Terkait dalam hal tersebut, maka cara kerja alat pencetakan gethuk manual tersebut digambarkan dengan menggunakan flowchart yang diperlihatkan pada Gambar 2.1di bawah ini:
Gambar 2.1 Flowchart Pencetakan Gethuk Dimana alat pencetakan gethuk sama seperti alat penggiling daging, yang banyak dijual dipasaran seperti Gambar 2.2 di bawah ini:
Gambar 2.2 Alat Pencetak Gethuk 3
Demikian juga cara kerja pemotongan gethuk secara manual digambarkan dengan menggunakan flowchart yang diperlihatkan pada Gambar 2.3di bawah ini: Mulai
Getuk yang telah dicetak
Pengukuran panjang yang diinginkan
Dipotong berdasarkan ukuran
Getuk yang telah dipotong
Disimpan pada wadah
Lanjut memotong
Ya
Tidak Berakhir
Gambar 2.3 Flowchart Pemotongan Gethuk
2.2
SOLUSI ALAT YANG TELAH ADA
Dari kendala kondisi alat terkini seperti dijelaskan pada sub bab diatas, adapun solusi yang telah ada yakni penambahan diesel sebagai pemutar tuas dari alat tersebut, seperti ditujukkan pada Gambar 2.4 di bawah ini:
Gambar 2.4 Alat Pencetak Gethuk dengan Penggerak Mesin Diesel
4
2.3
PEMBAHARUAN ALAT
Dengan pengembangan yang telah ada yakni penambahan diesel sebagai pemutar tuas dari alat tersebut, terdapat solusi baru yang penulis ajukan sebagai judul Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) dengan begitu, mulai dari proses pencetakan gethuk hingga proses pemotongan gethuk yang dilakukan secara otomatisasi dengan sistem close loop, rancang bangun alat ditunjukkan pada Gambar 2.5 di bawah ini:
Gambar 2.5 Rancang Bangun Pembaharuan Alat
2.4
LANGKAH-LANGKAH PEMBAHARUAN ALAT
Pada alat pemotong gethuk otomatis, terdapat plant yang diperlihatkan pada Gambar 2.6 di bawah ini. Plant dibuat untuk mendapat hasil output sesuai referensi dengan toleransi error sebesar 7% dari panjang gethuk 30 mm dalam kurun waktu 1 detik. Keypad
Driver Keypad Ref
Mikrokontroler
Driver Aktuator
Sensor Kecepatan
5
Motor DC
Conveyor
Gambar 2.6 Plant Alat Dengan memasukkan setting point pada keypad melalui driver keypad yang datanya berupa referensi ukuran panjang yang bervariasi yakni: 30 mm s/d 60 mm. Referensi tersebut dibandingakan dengan data pembacaan sensor yang kemudian error-nya akan diolah menggunakan mikrokontroler yang output-nya berupa PWM lalu dikirimkan ke-driver aktuator untuk menggerakkan motor DC sehingga memperoleh kecepatan yang proporsional dengan menggunakan metode PID.
2.4.1 Block Diagram
Untuk memperjelas dan memperhitungkan input dan output apa saja yang diperlukan untuk sistem otomatis, maka ilustrasi dan perancangan utamanya digambarkan dengan menggunakan blok diagram. Gambar 2.7 di bawah ini adalah block diagram pada perancangan dan implementasi sistem otomatisasi mesin cetak dan potong gethuk menggunakan metode PID berbasis mikrokontroler.
Gambar 2.7 Blok Diagram Sistem
Dari block diagram pada gambar di atas, fungsi-fungsinya dijelaskan sebagai berikut ini: a. Mikrokontroler Berfungsi sebagai otak dari sistem kontrol yang dibuat. Mikrokontroler yang akan digunakan bertipe ATmega8535. 6
b. Tombol 1 Berfungsi untuk menjalankan alat, tombol yang akan digunakan berbentuk tombol pegas berjenis Normaly Open (NO). c. Tombol 2 Berfungsi untuk mematikan alat, tombol yang akan digunakan berbentuk tombol pegas berjenis Normaly Open (NO). d. LCD Berfungsi sebagai penampilan nilai konstanta PID, menampilkan kecepatan dan besar nilai konstanta PID yang sedang berjalan, LCD yang akan digunakan berjenis LMB162A. e. Driver 1 Berfungsi sebagai saklar on/off pada motor 1, driver 1 yang akan digunakan yakni menggunakan prinsip transistor sebagai saklar. f. Driver 2 Berfungsi sebagai saklar on/off dan putar kanan/kiri pada motor 2, driver 2 yang akan digunakan yakni rangkaian IC L298. g. Driver 3 Berfungsi sebagai saklar on/off pada motor 3, driver 3 yang akan digunakan yakni menggunakan prinsip transistor sebagai saklar. h. Motor 1 Berfungsi sebagai pemutar tuas engkol pencetak gethuk, motor yang akan digunakan berjenis motor DC 24V. i. Motor 2 Berfungsi sebagai pemutar tuas pisau hasil dari pencetakan gethuk, motor yang akan digunakan berjenis motor DC 12V. j. Motor 3 Berfungsi sebagai pemutar conveyor menyalurkan hasil pencetakan gethuk ke pemotongan dan wadah penampungan, motor yang akan digunakan berjenis motor DC 12V. k. Sensor kecepatan 1
7
Berfungsi untuk mendeteksi putaran motor, sensor kecepatan yang akan digunakan berjenis optocoupler dengan rotary encoder. l. Sensor kecepatan 3 Berfungsi untuk mendeteksi putaran motor, sensor kecepatan yang akan digunakan berjenis optocoupler dengan rotary encoder. m. Infrared sesor Berfungsi untuk mendeteksi hasil dari pencetakan gethuk. n. Limit Switch 1 Berfungsi untuk mengetahui batas pisau memotong gethuk. o. Limit Switch 2 Berfungi untuk mengetahui batas pisau tidak memotong atau posisi awal pisau. p. Keypad Berfungsi untuk memilih dan memasukkan data referensi pada mikrokontroler. q. Pemutar engkol Berfungsi untuk pendorong adonan gethuk menuju cetakan, yang umum digunakan oleh produsen sama seperti alat penggiling daging. r. Pemutar pisau Berfungsi untuk menggerakkan pisau memotong hasil dari pencetakan gethuk, pisau yang akan digunakan yakni cutter yang dikaitkan dengan mekanik pisau. s. Conveyor Berfungsi untuk mengarahkan hasil dari pencetakan gethuk menuju ke pemotong selanjutnya menuju ke wadah penampung gethuk yang siap dipasarkan.
8
9
2.4.2 Desain Rangkaian Mikrokontroler
Perancangan rangkaian minimum mikrokontroler dengan menggunakan mikrokontroler ATmega8535, dapat dilihat pada Gambar 2.8 di bawah ini:
Gambar 2.8 Rangkaian Mikrokontroler
10
2.4.3
Desain Rangkaian Minimum LCD
Perancangan Rangkaian sistem minimum LCD 16x2 ditampilkan pada Gambar 2.9 di bawah ini, yakni mengeluarkan atau menerima data melalui DB4 sampai DB7 dan RS. Kemudian E yang merupakan sinyal aktif baca/tulis.
Gambar 2.9 Rangkaian LCD
2.4.4
Rangkaian Minimum Optocoupler
Pada optocoupler InfraLed berfungsi sebagai transmitter (D1) dan photodiode sebagai receiver (D2), rangkaian aplikasi penggunaan optocoupler sebagai sensor kecepatan dapat dilihat pada Gambar 2.10 di bawah ini. Cara kerjanya apabila cahaya InfraLed mengenai photodiode maka photodiode akan on sehingga arus akan melalui photodiode sehingga Vout = Vcc atau berlogika “1”. Apabila cahaya InfraLed tidak mengenai photodiode maka photodiode akan off sehingga Vout = 0 atau berlogika “0”.
Gambar 2.10 Rangkaian Optocoupler
11
2.4.5
Perancangan Program
Agar alat pemotong dapat berjalan secara otomatis maka terdapat alur program yang nantinya ditanamkan pada mikrokontroler, diperlihatkan pada Gambar 2.11 di bawah ini.
Gambar 2.11 Flowchart Program
12
BAB III KESIMPULAN
Sesuai dengan pembahasan pada bab sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan, bahwa: a. Pembuatan jajanan pasar khususnya gethuk yang umum digunakan berbahan dasar singkong kuning sedangkan untuk bumbu pelengkapnya yakni gula, garam, vanili, kelapa parut. b. Ketika kita akan merancang dan membuat suatu alat, atas dasar teori-teori yang diajarkan dalam masa perkuliahan hampir mendekati dengan kenyataan yang ada dilapangan, maka sebaiknya kita terlebih dahulu mengetahui kondisi dilapangan itu seperti apa terhadap alat yang akan kita buat nanti. c. Dalam merancang sistem kontrol pendukung yang dibutuhkan, pada alat yang akan kita buat mulai dari hardware maupun software telah terpaparkan pada bab sebelumya dan siap untuk dikerjakan.
13
DAFTAR PUSTAKA
Chairuzzaini, Rudy Ariyanto. 1998. Pengenalan Metode Ziegler-Nichols pada Perancangan Kontroler pada PID, Malang: Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya.
-----------. Cara Membuat Getuk Lindri, http://ciricara.com/2013/12/09/caramembuat-getuk-lindri. diakses tanggal 19 maret 2014
Lampiran 5. Susunan Organisasi Tim No
Nama/NIM
Program Studi
1
Rahman Rizki Alifianto
Mekatronika
2
Achmad Ibadah Lano
Mekatronika
3
Arga Martha Widianto
Mekatronika
4
Unggul Nasrulloh Wiratama
Mekatronika
Bidang Ilmu Teknik Elektro Teknik Elektro Teknik Elektro Teknik Elektro
Alokasi Waktu
Uraian Tugas
2 Minggu
Perancangan
4 Minggu
Analisa Awal
4 Minggu
Pembuatan Alat
2 Minggu
Analisa Akhir
