TUGAS AKHIR SISTEM PENGEPRESAN KERTAS DAUR ULANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

  

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGEPRESAN KERTAS DAUR ULANG

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Elektro Oleh :

  FERNANDO PARLINDUNGAN HUTAHAEAN NIM : 045114040

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

  

FINAL PROJECT

PRESSURE SYSTEM OF RECYCLED PAPER

BASED ON ATMEGA8535 MICROCONTROLLER

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Electrical Engineering Study Program FERNANDO PARLINDUNGAN HUTAHAEAN

  NIM : 045114040

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2010

  HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR SISTEM PENGEPRESAN KERTAS DAUR ULANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 (PRESSURE SYSTEM OF RECYCLED PAPER BASED ON ATMEGA8535 MICROCONTROLLER)

  Oleh : FERNANDO PARLINDUNGAN HUTAHAEAN

  NIM : 045114040 telah disetujui oleh : Pembimbing I Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. Tanggal : Januari 2011 Pembimbing II Martanto, S.T., M.T. Tanggal : Januari 2011 HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR SISTEM PENGEPRESAN KERTAS DAUR ULANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 (PRESSURE SYSTEM OF RECYCLED PAPER BASED ON ATMEGA8535 MICROCONTROLLER)

  Oleh : FERNANDO PARLINDUNGAN HUTAHAEAN

  NIM : 045114040 Telah dipertahankan di depan panitia penguji pada tanggal : 30 Desember 2010 dan dinyatakan memenuhi syarat

  Susunan Panitia Penguji Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. ……………………….

  Sekretaris : Martanto, S.T., M.T. ………………………. Anggota : Dr. Linggo Sumarno ………………………. Anggota : Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. ……………………….

  Yogyakarta, Januari 2011 Fakultas Sains dan Teknologi

  Universitas Sanata Dharma Dekan, Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T.

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 08 Januari 2011 Fernando Parlindungan Hutahaean

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

  ! " # $

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Fernando Parlindungan Hutahaean Nomor Mahasiswa : 045114040

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perputakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  SISTEM PENGEPRESAN KERTAS DAUR ULANG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 08 Januari 2011 ( Fernando Parlindungan Hutahaean )

  

INTISARI

  Kertas merupakan alat dokumentasi, komunikasi, administrasi, dan transaksi yang hingga saat ini tetap menjadi pilihan utama. Hal ini menimbulkan masalah yaitu sampah dari kertas bekas. Oleh karena itu sampah kertas tersebut tidak dibuang, namun diolah menjadi kertas daur ulang. Proses pengeringan kertas daur ulang yang sudah ada sebelumnya masih dilakukan secara konvensional yaitu dengan menggunakan panas matahari. Kemudian proses pengeringan dikembangkan dengan menggunakan mesin atau mekanik, namun membutuhkan tempat yang cukup luas karena proses tersebut berskala industri. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan suatu alat pengepres kertas daur ulang yang dapat bekerja secara otomatis. Alat pengepres yang dibuat tidak membutuhkan tempat yang sangat luas, sehingga dapat digunakan dalam proses daur ulang kertas skala

  home industry .

  Dalam penelitian ini dibuat alat pengepres yang dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Pengepresan bertujuan untuk mengurangi kadar air pada bubur sehingga mempercepat proses pengeringan. Pengepresan kertas daur ulang terdiri dari tiga buah loyang atau cetakan. Sensor yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor posisi dan kelembaban. Sensor kelembaban HSM-20G digunakan sebagai pembanding nilai setpoint kelembaban yang kemudian menjadi umpan balik terhadap sistem untuk menggerakkan plant. Sebagai aktuator mekanik pengepres digunakan motor dc yang beroperasi pada tegangan 24 volt. Untuk membatasi tekanan pengepres digunakan sensor posisi yaitu limit switch.

  Dari penelitian ini dihasilkan suatu alat yang dapat mengepres kertas daur ulang secara otomatis. Mekanik pengepres akan bekerja apabila setpoint kelembaban terpenuhi. Waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan kertas daur ulang yang dicetak dalam tiga loyang adalah 426 menit. Kertas daur ulang yang dihasilkan dalam penelitian ini memiliki ketebalan 3 mm, hasil ini masih belum sempurna karena kertas tidak dapat digunakan untuk menulis. Selain itu juga ukuran kertas yang dihasilkan masih kurang presisi.

  Kata Kunci : Pengepres, kelembaban udara, mikrokontroler ATmega8535

  

ABSTRACT

  Paper is a device for documentation, communication, administration, and transaction which is remains the top choice until now. These things cause a problem which is waste from unused paper. Therefore, the unused paper is not discarded but processed into recycled paper. Recycled paper drying process that already exists is still done conventionally by using the sun beam. Then the drying process was developed using the engine or mechanical, but it would needed an enough large place for industrial-scale process. The goal of this research is to produce an automatic pressed recycled paper device. The pressed recycled paper device does not need a large place, so it can be used in the home industry- scale paper recycling process.

  In this research, the automatically pressed devices are being made by using ATmega 8535 microcontroller. The pressing aims to reduce the water content in the paper- pulp so it would speed up the drying process. The pressed recycled paper device consists of three pieces pan or mold. The sensor used in this research is the position sensor and humidity sensor. HSM-20G humidity sensor is used as a comparison value of humidity set- point then be fed back into the system to moving the plant. As an mechanical actuator presses used dc motor which operates at a voltage 24 volts. To delimitate the pressure of presses device used the position sensors are limit switches.

  This research produced an automatic pressed recycled paper device. Mechanical presses will work when the humidity set-point is met. The time needed to produce recycled paper printed in three pans is 426 minutes. Recycled paper produced in this research has a thickness of 3 millimeters, This result is still not perfect because the paper can not be used for writing. It also produced a paper size is less precise. Keywords : pressing, relative humidity, ATmega8535 Microcontroller

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat-Nya sehigga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Sistem Pengepresan Kertas Daur Ulang Berbasis Mikrokontroler ATmega8535”.

  Adapun penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari keterlibatan dan interaksi dengan banyak pihak yang dengan ketulusan hati mau membantu, membimbing dan memberi motivasi. Dengan kerendahan hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

  1. Bapak (Alm) dan Ibu saya yang telah mendukung dengan penuh kasih dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  2. Ibu Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro sekaligus sebagai Pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan motivasi yang sangat berharga.

  3. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku Pembimbing II yang telah membimbing dan memberi motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  4. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  5. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

  6. Teman – teman kelompok tugas akhir yang selalu berbagi dan memberi semangat.

  7. Ketiga saudara - saudariku yang selalu mendukung dan mendoakanku.

  8. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu – persatu, yang telah membantu saya baik secara langsung maupun tidak. Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki kelemahan dan kekurangan. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang membangun sangat berarti dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

  Yogyakarta, 08 Januari 2011 Penulis

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………………........ i

HALAMAN PERSETUJUAN

  ……………………………………………………… iii

  

HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………………. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  ……………………………………………. v

  

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ………………………….. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ………………………………… vii

  

INTISARI ……………………………………………………………………………. viii

ABSTRACT ………………………………………………………………………….. ix

KATA PENGANTAR ……………………………………………………………….. x

DAFTAR ISI

  ………………………………………………………………………..... xi

  

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………… xiii

DAFTAR TABEL

  …………………………………………………………………… xv

  

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………………… 1

  1.1. Latar Belakang ………………………………………………………………… 1 1.2.Tujuan dan Manfaat Penelitian ………………………………………………...

  2 1.3.Batasan Masalah ……………………………………………………………….

  2 1.4.Metodologi Penelitian ………………………………………………………….

  3

  1.5.Sistematika Penulisan ………………………………………………………….. 3

  

BAB II DASAR TEORI ……………………………………………………………… 5

  2.1. Motor DC ……………………………………………………………………… 5

  2.2. Roda Gigi (Gear) ……………………………………………………………… 6

  2.2.1. Roda Gigi Spur ………………………………………………………… 6

  2.2.2. Roda Gigi Cacing (Worm Gear) ………………………………………. 7

  2.3. Kelembaban dan Suhu ………………………………………………………… 8

  2.4. Kendali Dua Posisi (on-off) …………………………………………………… 10

  2.5. Mikrokontroler AVR Seri ATmega8535 ………………………………............ 12

  2.5.1. Fitur ATmega8535 …………………………………………………...... 12

  2.5.2. Peta Memori ……………………………………………………........... 13

  2.5.3. Interupsi ………………………………………………………………. 13

  2.5.4. Timer/Counter ………………………………………………………… 14

  2.5.5. ADC (Analog To Digital Converter) ………………………………….. 16

  2.6. LCD HD44780 ………………………………………………………………… 18

  

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ……………………………………………. 19

  3.1 Perancangan Alat ……………………………………………………………… 20

  3.1.1. Perancangan Mekanik Pres …………………………………………… 20

  3.1.2. Perancangan Roda Gigi (Gear) ……………………………………….. 21

  3.1.3. Sistem Dongkrak Diferensial ………………………………………...... 21

  3.1.4. Kendali Dua Posisi (on-off) …………………………………................ 22

  3.1.5. Motor DC ……………………………………………………………… 22

  3.1.6. Pembalik Putaran Motor DC ………………………………………….. 23

  3.1.7. Sensor Posisi …………………………………………………………... 24

  3.1.8. Pembagian Port Mikrokontroler ………………………………………. 25

  3.2. Perancangan Perangkat Lunak ………………………………………………… 25

  3.2.1. Diagram Alir Utama …………………………………………………… 25

  3.2.2 Subrutin Sistem Pengepresan …………………………………………. 26

  3.2.3. Program Mikrokontroler ………………………………………………. 28

  

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……...…………………………………….. 29

  4.1. Hasil Akhir Perancangan ……………………………………………………… 29

  4.1.1. Pengujian Mekanik Pengepres ………………………………………… 30

  4.1.2. Hasil Perancangan Aktuator Pengepres ……………………………….. 31

  4.2. Hasil Pengujian Mikrokontroler ………………………………………………. 32

  4.2.1. Hasil Pengujian Sensor HSM-20G ……………………………………. 34

  4.3. Pengujian Dengan Satu Cetakan ………………………………………………. 36

  4.4. Pengujian Dengan Dua Cetakan ………………………………………………. 38

  4.5. Pengujian Dengan Tiga Cetakan ……………………………………………… 40

  4.6. Hasil Perancangan Perangkat Keras …………………………………………... 42

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………........................... 43

  5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………………. 43

  5.2 Saran …………………………………………………………………………... 43

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1. Prinsip Kerja Motor DC ……………………………………………… 5Gambar 2.2. Urutan Perubahan Posisi Roda Gigi …………………………………. 7Gambar 2.3. Roda gigi cacing (worm gear) ……………………………………….. 8Gambar 2.4. Hubungan Suhu Dengan Kelembaban ……………………………….. 10Gambar 2.5. Diagram Blok Kendali Dua Posisi (a), Dengan Celah Diferensial (b).. 11Gambar 2.6. Sistem Kendali Tinggi Permukaan Air ………………………………. 12Gambar 2.7. Kurva Tinggi Muka Terhadap Waktu ……………………………….. 12Gambar 2.8. Register MCUCR ................................................................................. 13Gambar 2.9. Register GICR ...................................................................................... 14Gambar 2.10. Register TCCR0 ………………………………………………............ 14Gambar 2.11. Register TCCR1B ……………………………………………………. 15Gambar 2.12. Register TCCR2 ……………………………………………………… 15Gambar 2.13. Register ADMUX ................................................................................. 16Gambar 2.14. Format Data ADC Dengan ADLAR=0 ................................................ 16Gambar 2.15. Format Data ADC Dengan ADLAR=1 ............................................... 17Gambar 2.16. Register ADCSRA ............................................................................... 17Gambar 2.17. Pin LCD HD44780 …………………………………………………... 18Gambar 3.1. Diagram Blok Utama ………………………………………………… 19Gambar 3.2. Bentuk Fisik Sistem Otomasi Kertas Daur Ulang …………………… 19Gambar 3.3. Bentuk Fisik Mekanik Pengepres Kertas ……………………………. 21Gambar 3.4. Gearbox ……………………………………………………………… 21Gambar 3.5. Rancangan Sistem Dongkrak Diferensial …………………………… 22Gambar 3.6. Rancangan Diagram Blok Sistem Pengepres ………………………... 22Gambar 3.7. Motor DC DGM-204-2A ……………………………………………. 23Gambar 3.8. Karakteristik Motor DC Secara Umum ……………………………… 23Gambar 3.9. Rangkaian Driver Motor IC L293D ………………………………..... 24Gambar 3.10. Rancangan Sensor Posisi …………………………………………….. 24Gambar 3.11. Pembagian Port Pada Mikrokontroler ……………………………….. 25Gambar 3.12. Diagram Alir Utama …………………………………………………. 26Gambar 3.13. Diagram Alir Subrutin Sistem Pengepresan …………………………. 27Gambar 4.1. Bentuk akhir sistem otomasi kertas daur ulang ……………………… 29Gambar 4.2. Hasil Akhir Mekanik Pengepres …………………………………….. 30Gambar 4.3. Jarak Antara Cetakan Dengan Plat Pengepres ………………………. 31Gambar 4.4. Rancangan Awal Motor DC (a), Hasil Perubahan

  Rancangan Motor DC (b) …………………………………………………………….. 32

Gambar 4.5. Proses Kerja Mikrokontroler ………………………………………… 32Gambar 4.6. Pengujian Input ADC Saat 20 % Kelembaban Udara ……………….. 33Gambar 4.7. Pengujian Input ADC Saat 95 % Kelembaban Udara ……………….. 34Gambar 4.8. Pengukuran Dengan Hygrometer (a),

  Pengukuran Dengan Sensor (b) ……………………………………………………….. 35

Gambar 4.9. Pengukuran Setpoint Kelembaban Kedua …………………………… 35Gambar 4.10. Grafik Pengukuran Sensor Terhadap Waktu ………………………… 36Gambar 4.11. Grafik pengujian dengan satu cetakan ………………………………. 37Gambar 4.12. Kertas Hasil Pengujian Dengan Satu Cetakan ………………………. 38Gambar 4.13. Grafik Pengujian Dengan Dua Cetakan ……………………………… 39Gambar 4.14. Kertas Hasil Pengujian Dengan Dua Cetakan ……………………….. 39Gambar 4.15. Grafik Pengujian Dengan Tiga Cetakan ……………………………... 41Gambar 4.16. Kertas Hasil Pengujian Dengan Tiga Cetakan ……………………….. 41Gambar 4.17. Sistem Minimum Mikrokontroler (A),

  Regulator Tegangan Mikrokontroler Dan Sensor (B), Sumber Tegangan Mikrokontroler Dan Sensor (C), Sumber Tegangan Motor (D), Regulator Tegangan Motor (E), Pembalik Putaran Motor (F) …………………………………………………………… 42

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1. Beberapa Setting Kondisi Yang Menyebabkan Interupsi Eksternal 1 ......... 13Tabel 2.2. Beberapa Setting Kondisi Yang Menyebabkan Interupsi Eksternal 2 ......... 14Tabel 2.3. Konfigurasi bit clock select Untuk Memilih Sumber clock ………………. 14Tabel 2.4. Konfigurasi bit clock select Untuk Memilih Sumber clock ………………. 15Tabel 2.5. Konfigurasi bit clock select Untuk Memilih Sumber clock ………………. 16Tabel 2.6. Beberapa Setting Kondisi Untuk Memilih Tegangan Referensi ................. 16Tabel 2.7. Beberapa Setting Untuk Memilih Frekuensi ADC ...................................... 18Tabel 3.1. Konfigurasi Logika Masukan IC L293D …………………………………. 24Tabel 4.1. Pengujian Plat Pengepres Terhadap Kelembaban Rata-rata ……………… 31Tabel 4.2. Karakteristik Sensor HSM-20G ………………………………………….. 33Tabel 4.3. Data Pengukuran Sensor Terhadap Waktu ………………………………. 35Tabel 4.4. Data Pengujian Dengan Satu Cetakan ……………………………………. 37Tabel 4.5. Data Pengujian Dengan Dua Cetakan ……………………………………. 38

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Kertas merupakan alat dokumentasi, komunikasi, administrasi, dan transaksi yang hingga saat ini tetap menjadi pilihan utama. Pengguna kertas terdapat hampir di setiap kota yang memiliki kegiatan atau lalu-lintas perekonomian. Sebagai contoh penggunaan kertas yaitu di pertokoan, perkantoran, lembaga baik profit maupun non profit, sekolah, perguruan tinggi dan sebagainya. Untuk penggunaan kertas yang begitu besar ribuan batang pohon sebagai bahan baku kertas harus ditebang, sehingga berpotensi terjadi kerusakan ekosistem, iklim, cuaca, dan suhu di bumi ini. Selain itu juga terdapat masalah baru yaitu kertas yang tidak digunakan lagi akan menjadi sampah kertas.

  Proses pembakaran sampah merupakan cara yang kurang efektif karena hanya mengurangi volume sampah, selain itu juga menimbulkan masalah baru yaitu polusi udara. Hal tersebut disebabkan pada proses pembakaran sampah akan dihasilkan karbon dioksida yang dapat menyebabkan efek rumah kaca. Cara lain yang lebih efektif yaitu mendaur ulang kertas bekas tersebut. Sampah kertas bekas diproses menjadi kertas baru kembali. Proses daur ulang kertas bekas dilakukan dengan cara pembuatan bubur kertas, pencetakan, dan pengeringan. Sebelumnya proses daur ulang kertas bekas masih dilakukan secara konvensional. Proses tersebut masih mengandalkan panas matahari sebagai sumber daya utama untuk pengeringan bubur kertas.

  Kemudian proses daur ulang kertas dikembangkan dengan menggunakan mesin atau mekanik, namun membutuhkan tempat yang cukup luas karena proses tersebut berskala industri. Oleh karena itu timbul pertanyaan bagaimana proses daur ulang tersebut dapat dilakukan secara mekanik, tempat yang tidak terlalu luas, dan biaya yang cukup murah [1]. Untuk menjawab pertanyaan tersebut beberapa peneliti telah mencoba membuat mesin daur ulang kertas dalam skala home industry, dimana tidak membutuhkan tempat yang luas dan biaya yang tidak mahal [2]. Namun pada penelitian tersebut, proses pengeringan dan pencetakan bubur kertas masih terpisah. Proses pengeringan dan pencetakan yang terpisah dianggap belum efisien dalam hal waktu dan kuantitas. Artinya, dalam perpindahan dari proses pengeringan ke proses pencetakan membutuhkan waktu sehingga hasil produksi tidak maksimal jika dilakukan dalam jumlah yang besar.

  2 Dalam skripsi ini akan dirancang sebuah sistem dimana proses pengepresan atau pencetakan tidak lagi dilakukan secara konvesional. Sistem ini dikembangkan dari sistem yang telah ada sebelumnya, yakni daur ulang kertas selamatkan sampah [3]. Sistem yang dirancang akan bekerja apabila user ingin melakukan proses pencetakan atau pengeringan bubur kertas. Setpoint kelembaban diberikan melalui keypad, kemudian sensor kelembaban dan kendali dua posisi (on-off) akan aktif. Hasil pengukuran sensor kelembaban akan dibandingkan dengan setpoint kelembaban, jika hasil pengukuran mencapai setpoint kelembaban awal maka kendali dua posisi (on-off) menggerakkan motor agar plat pengepres menekan bubur kertas untuk mengurangi kadar air di dalam bubur kertas. Jika keluaran sensor kelembaban mencapai setpoint kelembaban akhir, maka kendali dua posisi (on-off) menggerakkan motor agar mekanik pres mengangkat plat pengepres dan proses selesai. Dalam sistem ini digunakan motor dc sebagai aktuator penggerak mekanik pres.

  1.2. Tujuan dan Manfaat

  Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan alat pengepres kertas daur ulang yang bekerja secara otomatis. Sistem otomatis yang dimaksud hanya pada pengepresan saja, mekanik pengepres akan menekan bubur kertas secara otomatis ketika setpoint kelembaban terpenuhi. Jenis kertas yang digunakan dalam penelitian ini adalah kertas koran, kertas A4, dan kertas folio.

  Adapun manfaat dari penelitian ini ialah sebagai alat bantu bagi pengguna untuk mempermudah proses pengeringan bubur kertas. Pengguna tidak lagi melakukan proses pengeringan secara manual tetapi dapat dilakukan secara mekanik.

  1.3. Batasan Masalah

  Agar penulisan yang diajukan mempunyai arah dan batasan yang jelas maka penelitian ini diarahkan dengan pemberian batasan – batasan masalah sebagai berikut : a. Menggunakan motor dc sebagai aktuator.

  b. Menggunakan sensor kelembaban HSM-20G sebagai pembanding nilai setpoint kelembaban agar kendali dua posisi (on-off) dapat menggerakkan mekanik pengepres.

  c. Menggunakan kendali dua posisi (on-off) untuk mengatur putaran motor.

  d. Menggunakan dua buah sensor posisi.

  e. Perancangan desain mekanik pengepresan.

  3

  1.4. Metodologi Penelitian

  Penelitian ini merupakan kegiatan rancang bangun alat. Agar peracangan dapat berjalan dengan baik maka diperlukan suatu studi, referensi dan masukan. Berikut merupakan metodologi penelitian yang dilakukan :

  a. Studi literatur tentang permasalahan yang ada, serta mempelajari cara kerja dan sekaligus cara – cara merencanakan dan membuat peralatan tersebut.

  b. Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.

  c. Implementasi dari perancangan.

  d. Pengambilan data kinerja alat yang telah dibuat (pengujian), dengan menggunakan alat yang presisi.

  e. Menganalisa hasil pengujian yang diperoleh dan membandingkannya dengan teori yang ada.

  f. Mengambil kesimpulan dari perancangan dan pengujian yang telah dilakukan.

  1.5. Sistematika Penulisan

  Penulisan laporan penelitian mengacu pada sistematika penulisan. Berikut adalah sistematika penulisan yang digunakan :

  BAB I : PENDAHULUAN Dalam bab ini dipaparkan mengenai latar belakang masalah pengambilan judul, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

  BAB II : DASAR TEORI Perancangan alat dalam penelitian ini mempunyai dasar teori yang diperlukan untuk menjadi acuan perancangan. Bab ini memuat dasar teori – dasar teori yang dibutuhkan. Adapun dasar teori yang dibutuhkan untuk penyusunan tugas akhir antara lain dasar teori mengenai motor dc, roda gigi (gear), kelembaban dan suhu, kendali dua posisi (on-

  off ), LCD, mikrokontroler ATmega8535.

  BAB III : PERANCANGAN PENELITIAN Bab ini menguraikan mengenai : blok diagram perancangan alat, perancangan perangkat keras, dan flowchart perangkat lunak.

  4

  BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil dan pembahasan dari pengujian yang telah dilakukan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang diambil dari analisis data pengujian yang telah dibuat dan saran untuk pengembangan alat lebih lanjut.

BAB II DASAR TEORI

2.1. Motor DC

  Motor adalah suatu peralatan listrik yang menghasilkan gerakan mekanis dengan prinsip elektromagnetis. Motor dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu motor arus searah (Direct Current/DC) dan motor arus bolak – balik (Alternating Current/AC). Prinsip dasar dari motor DC adalah apabila kawat berarus diletakkan antara kutub magnet (Utara dan Selatan), maka pada kawat akan bekerja suatu gaya yang menggerakkan kawat tersebut. Gaya pada kawat berarus yang berada dalam medan magnet disebut gaya Lorentz, yang besarnya adalah :

  F B . i l . . sin θ (2.1) _{L =}

  Keterangan :

  F = Gaya magnetik (Newton) _L

  I = Kuat arus (Amper) B = Kerapatan flux magnet (Weber) L = Panjang kawat (meter)

  θ = Sudut arah medan magnet terhadap arus

  Persamaan 2.1 dapat dijelaskan pada gambar berikut:

Gambar 2.1. Prinsip Kerja Motor DC

  Jika kumparan jangkar (rotor) berputar diantara kutub utara dan kutub selatan magnet, maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL) induksi. Pada awal putaran rotor besar GGL induksi adalah nol. Setelah rotor berputar pada kecepatan sebenarnya GGL induksi

  6 akan menjadi maksimum. Untuk menghitung besar GGL induksi dapat digunakan persamaan berikut :

  E V ( I . R ) (2.2) _{a t a a} = −

  Keterangan :

  E = GGL induksi _a V = Tegangan sumber _t I = Arus armatur _a R = Hambatan armatur _a

  Torsi motor dapat didefinisikan sebagai aksi dari suatu gaya pada motor yang dapat mempengaruhi beban untuk ikut bergerak. Torsi yang dibangkitkan pada motor DC

  I

  merupakan gabungan aksi dari fluks medan ( ) dan arus armatur ( ) yang menghasilkan _a medan magnet di daerah sekitar konduktor. Besar torsi dapat diperoleh melalui persamaan berikut :

T k . .

  I (2.3)

= Φ

_a

  Keterangan :

  T = Torsi motor (N.m) k = Konstanta

  = Fluks medan (Weber)

  Φ I = Arus armatur (Amper) _a

2.2. Roda Gigi (Gear)

  Transmisi daya adalah upaya untuk menyalurkan/memindahkan daya dari sumber daya (motor, turbin) ke mesin yang membutuhkan daya (mesin bubut, pompa, kompresor, mesin produksi). Ada dua klasifikasi pada transmisi daya, yaitu transmisi daya dengan gesekan (transmission of friction) dan transmisi dengan gerigi (transmission of mesh).

2.2.1. Roda Gigi Spur

Gambar 2.2 berikut menunjukkan dua roda gigi spur yang saling bertautan. Daya ditransmisikan oleh roda gigi satu ke roda gigi yang lain. Jika gigi pada roda gigi

  mempunyai bentuk yang sesuai, sebenarnya gigi-gigi tersebut seolah menggelinding mendorong satu sama lain, jadi bukan menggesek, sehingga gesekannya sangat kecil.

  7 Proses gigi-gigi roda gigi saling mendorong dan akhirnya memutar roda gigi, kejadian ini berulang untuk roda gigi selanjutnya. Kekurangan roda gigi ini adalah jeda gerakan ketika gigi dikemudikan pada arah yang berlawanan (backlash).

Gambar 2.2. Urutan Perubahan Posisi Roda Gigi

  Jika dua gigi dengan diameter berbeda ditautkan, mereka akan berputar dengan kecepatan yang berbeda pula. Arah putarnya menjadi berlawanan antara satu gigi dengan gigi lainnya, untuk mendapatkan arah putaran yang sama seperti pada poros utama (biasanya yang terdapat pada motor), maka gigi harus disusun dengan jumlah ganjil. Secara teori ukuran roda gigi digambarkan dengan lingkaran (pitch circle) memiliki diameter (pitch diameter) yang lebih kecil dari diameter keseluruhan gigi karena roda gigi saling berpotongan (overlap). Jarak antara gigi satu dan yang lain dalam satu roda gigi disebut dengan circular pitch. Jumlah gigi pada suatu gir dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

  keliling gir

  N = (2.4)

  jarak antar gigi D

  π

  N =

  P _C

  Keterangan : N = jumlah gigi D = pitch diameter

  P = circular pitch (jarak antara gigi) _C

2.2.2. Roda Gigi Cacing (Worm Gear)

  Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output menyilang tegak lurus. Roda gigi cacing mempunyai karakteristik yang khas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan. Jadi input selalu dari roda cacingnya (worm).

  8 Roda gigi cacing

  Wheel

Gambar 2.3. Roda gigi cacing (worm gear)

  Gaya yang ada pada roda gigi cacing (worm gear) : 1. Gaya Aksial : gaya yang bekerja sejajar dengan poros roda gigi cacing.

  2. Gaya Radial : gaya yang tegak lurus garis singgung, gaya ini menuju titik pusat roda gigi.

  3. Gaya Tangensial : gaya yang sejajar dengan garis singgung, perputaran gaya tangensial tergantung pada alur ulir gigi cacing tersebut, apakah ulir tersebut bentuk ulir kanan atau kiri.

  Langkah awal kontruksi roda gigi cacing yaitu menentukan perbandingan angka reduksi atau menentukan rasio. Rasio adalah perbandingan antara kecepatan sudut a atau angka putaran n dari roda pemutar dan kecepatan sudut b atau angka putaran n dari _{a b} roda gigi terputar. Perbandingan rasio ditentukan dengan rumus :

  n

  1 i

  

=

  (2.5)

  n

  2 Keterangan : n = putaran poros cacing (rpm)

  1 n = putaran roda cacing (rpm)

2 Setelah mengetahui perbandingan angka reduksi maka berikutnya menentukan

  perbandingan gigi (langkah alur gigi cacing). Perbandingan gigi adalah perbandingan antara jumlah gigi Z dari roda gigi besar dan jumlah gigi Z dari roda gigi kecil.

  2

  1

2.3. Kelembaban dan Suhu

  Kelembaban udara (humidity) adalah jumlah uap air yang dikandung udara. Dua jenis kelembaban udara yaitu:

  9 a) Kelembaban relatif (relative humidity) adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan antara uap air yang dikandung udara dengan jumlah maksimum uap air yang dapat dikandung udara pada suhuh dan tekanan yang sama. Kelembaban

  3

  relatif dinyatakan dengan (%). Contoh pada suhu m

  25 C udara bervolume 1 maksimal dapat memuat 20 gram uap air. Namun kenyataannya hanya mengandung 15 gram uap air.

  b) Kelembaban absolud atau mutlak (absolute humidity) adalah jumlah uap air yang

  3

  

3

  terdapat dalam 1 m udara ( gram / m ) . Kelembaban mutlak dinyatakan dalam gram. Alat untuk mengukur kelembaban udara disebut Hygrometer.

  Wet Bulb Temperature atau temperatur bola basah adalah temperatur pada

  thermometer dengan sumbuh basah yang mana aliran udara pada kecepatan spesifik. Wet