Perancangan Sistem Otomasi Molding Bola Tenis Berbasis Microcontroller
LEMBAR JUDUL
Perancangan Sistem Otomasi Molding Bola Tenis
Berbasis Microcontroller
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN KEPADA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR
SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)
DISUSUN OLEH :
INDRA WAHYU KURNIAWAN
NIM: 201010120311160
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
NOVEMBER 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada
junjungan Nabi Besar Muhammad SAW dan keluarga, sahabat, serta pengikutnya
hingga akhir zaman.
Selanjutnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi banyak pihak . Tugas Akhir ini dapat terwujud atas bantuan, bimbingan serta
dukungan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tuaku tercinta, yang jasa-jasa mereka tidak dapat terwakilkan
dengan tulisan. Jazaahumullahu khoiron katsiiro...amien...
2. Budiono, Ssi. MT. dan Ir. Sudarman, MT. yang telah dengan sabar
membimbing penulis dalam menempuh perkuliahan serta penyusunan
Tugas Akhir.
3. Seluruh dosen Teknik mesin yang telah sabar membimbing penulis selama
masa kuliah.
4. STE Engineering grup yang tidak lain Jabbar, Alfian, Fariz, Ma’ruf dan
Amar.
5. Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2010 terima kasih semuanya.
6. Temen-temen laboratorium Fisika keseluruhan.
Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Penulis berharap
Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak khususnya untuk pengembangan
sistem control dan automatisasi industri yang berkembang saat ini.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Malang, 24 Oktober 2014
Penulis
DATAR ISI
LEMBAR JUDUL ....................................................................................
i
POSTER ....................................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
iii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ...............................................
iv
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................................
v
ABSTRAKSI INDONESIA .....................................................................
vi
ABSTRAKSI ENGLISH .........................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..............................................................................
viii
DAFTAR ISI .............................................................................................
ix
DATAR TABEL .......................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN ....................................................................
1
1.1
Latar Belakang .................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................
2
1.3
Tujuan Penulisan ..............................................................
2
1.4
Manfaat Penulisan ............................................................
2
1.5
BAB II
Batasan Masalah ...............................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................
4
2.1
Molding ............................................................................
4
2.1.1 Pengertian Molding .................................................
4
2.1.2 Bahan Molding .........................................................
4
2.2.3 Aliran Material didalam Molding ............................
5
Microcontroller ................................................................
6
2.2.1 Pengertian Microcontroller .....................................
6
2.2.2 Struktur Microcontroller ..........................................
7
2.2.3 Cara Kerja Microcontroller .....................................
10
2.2.4 Kelebihan Sistem Microcontroller ...........................
10
Perpindahan Panas ............................................................
11
2.3.1 Konduksi .................................................................
11
2.3.2Konveksi ..................................................................
12
2.3.3 Radiasi ......................................................................
13
Transformasi Laplace ........................................................
13
2.4.1 Definisi Transformasi Laplace .................................
13
2.4.2 Definisi Formal .......................................................
15
2.4.3 Sifat-Sifat Transformasi Laplace .............................
16
2.2
2.3
2.4
2.4.4 Linearisasi ................................................................
17
2.4.5 Transformasi Laplace Balik .....................................
18
2.4.6 Solusi Persamaan Deferensial dengan Metoda TL ..
19
Themokopel.......................................................................
20
2.5.1 Pengertian Thermokopel ..........................................
20
2.5.2 Jenis Thermokopel ...................................................
21
BAB III METODOLOGI .......................................................................
24
2.5
3.1
Langkah Perancangan ......................................................
24
3.2
Diagram Alir Perancangan ...............................................
25
3.3
Desain Molding Bola Tenis ..............................................
26
3.4
Komponen Peningkatan Performa Molding ....................
26
3.5
Keuntungan Menggunakan Komponen ...........................
27
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ..............................
29
4.1
Menghitung Panas Pada Heather ....................................
29
4.1.1 Menghitung Luas Permukaan Aliran Panas .....................
30
4.1.2 Menghitung Laju Aliran Panas ........................................
30
4.2
Waktu Pemanasan ...........................................................
31
4.3
Menghitung Waktu Produksi ..........................................
33
4.4
BAB V
Sistem Otomasi ...............................................................
34
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................
37
5.1
Kesimpulan ......................................................................
37
5.2
Saran .................................................................................
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DATAR TABEL
Hal
Table.2.1
Transformasi Laplace
18
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1
Molding
5
Gambar 2.2
Blok Diagram Umum Microcontroller
7
Gambar 2.3
Diagram Arsitektur AT89SXX
8
Gambar 2.4
Thermokopel
20
Gambar 2.5
Desain Molding Bola Tenis
26
Gambar 4.1
Rangkaian Sistem Otomasi
34
LEMBAR LAMPIRAN
Lampiran 1: Desain molding bola tenis
Lampiran 2: Naskah publikasi
Lampiran 3: Power point
Lampiran 4: Naskah ceklish ujian TA
DAFTAR PUSTAKA
[1] jp holman, “heat transfer”
[2] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik I’’, Prentice HallInc,
1996.
[3] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik II’’, Prentice Hall Inc,
1996.
[4]Budiharto,
Widodo,
“Perancangan
Sistem
dan
Aplikasi
Microcontroller”, Bandung,2010
[5] Sato, Takesi,” Menggambar Mesin”.
[6] http://irwankurniawanblog.files.wordpr ess.com/2013/07/transformasilaplace.pdf
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Proses pemanasan karet bola tenis adalah proses pematangan
karet yang sudah berbentuk bola pada molding. Sistem pematangan di
kalangan industri dirasa masih kurang efektif dan efisien, kurangnya
efektif dan efisien dikarenakan penetapan temperature dan tingkat
kematangan bola masih menggunakan cara manual yaitu hanya dengan
mengandalkan keputusan operator. Hal ini berakibat pada kurang
sempurnanya hasil produksi bola tenis, seperti bola yang masih mentah
dan bahkan terlalu matang.
Temperatur yang didistribusikan ke dalam molding harus
dikontrol terlebih dahulu agar suhu sesuai target yang diinginkan
sehingga proses pemasakan bola berlangsung tepat dan aman.
Temperatur dapat dikontrol menggunakan microcontroller dengan
temperatur 80 derajat celcius untuk mendapatkan tekstur yang sesuai,
sehingga menghasilkan bola dengan kualitas yang sama.
Oleh sebab itu untuk mengatasi permasalahan produksi bola tenis
diperlukan sebuah molding yang dapat di control menggunakan
microcontroller. Molding yang dikontrol menggunakan microcontroller
tersebut dapat digunakan untuk produksi dan mendapatkan hasil yang
maksimal sesuai keinginan.
Microcontroller digunakan sebagai pengendali semua proses yang
ingin diotomatiskan. Kontrol yang dilakukan microcontroller yaitu
2
mengambil data setiap kondisi input dan memberikan perintah output
terhadap langkah kerja molding.
Dari permasalahan diatas diperlukan “Perancangan Molding
Bola Tenis Menggunakan Microcontroller”.
1.2. Rumusan Masalah
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan permasalahan –
permasalahan yang dapat dirumuskan untuk menyelesaikan persoalan
tersebut adalah:
1. Proses pembuatan bola tenis kurang efektif dan efisien karena
pengaturan temperatur dan membuka atau menutup molding masih
dilakuakan secara manual.
2. Bagaimana meningkatkan performa molding bola tenis dengan
mengubah pemberian tekanan udara yang awalnya manual menjadi
otomatis.
1.3. Tujuan
Tujuan pembuatan perancangan ini untuk menghasilkan desain
molding bola tenis yang dikontrol oleh microcontroller.
1.4. Manfaat
Manfaat dari perancangan molding bola tenis menggunakan
microcontroller yaitu sebagai rujukan untuk perancangan molding yang
dapat meningkatkan kualitas produksi dan mempercepat proses produksi
bola tenis.
3
1.5. Batasan Masalah
Batas permasalahan untuk perancangan molding bola tenis antara
lain:
Menggunakan microcontroller atmega.
Temperatur di sekitar molding dianggap konstan.
Perancangan Sistem Otomasi Molding Bola Tenis
Berbasis Microcontroller
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN KEPADA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR
SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)
DISUSUN OLEH :
INDRA WAHYU KURNIAWAN
NIM: 201010120311160
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
NOVEMBER 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada
junjungan Nabi Besar Muhammad SAW dan keluarga, sahabat, serta pengikutnya
hingga akhir zaman.
Selanjutnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi banyak pihak . Tugas Akhir ini dapat terwujud atas bantuan, bimbingan serta
dukungan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tuaku tercinta, yang jasa-jasa mereka tidak dapat terwakilkan
dengan tulisan. Jazaahumullahu khoiron katsiiro...amien...
2. Budiono, Ssi. MT. dan Ir. Sudarman, MT. yang telah dengan sabar
membimbing penulis dalam menempuh perkuliahan serta penyusunan
Tugas Akhir.
3. Seluruh dosen Teknik mesin yang telah sabar membimbing penulis selama
masa kuliah.
4. STE Engineering grup yang tidak lain Jabbar, Alfian, Fariz, Ma’ruf dan
Amar.
5. Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2010 terima kasih semuanya.
6. Temen-temen laboratorium Fisika keseluruhan.
Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Penulis berharap
Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak khususnya untuk pengembangan
sistem control dan automatisasi industri yang berkembang saat ini.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Malang, 24 Oktober 2014
Penulis
DATAR ISI
LEMBAR JUDUL ....................................................................................
i
POSTER ....................................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
iii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ...............................................
iv
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................................
v
ABSTRAKSI INDONESIA .....................................................................
vi
ABSTRAKSI ENGLISH .........................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..............................................................................
viii
DAFTAR ISI .............................................................................................
ix
DATAR TABEL .......................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN ....................................................................
1
1.1
Latar Belakang .................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................
2
1.3
Tujuan Penulisan ..............................................................
2
1.4
Manfaat Penulisan ............................................................
2
1.5
BAB II
Batasan Masalah ...............................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................
4
2.1
Molding ............................................................................
4
2.1.1 Pengertian Molding .................................................
4
2.1.2 Bahan Molding .........................................................
4
2.2.3 Aliran Material didalam Molding ............................
5
Microcontroller ................................................................
6
2.2.1 Pengertian Microcontroller .....................................
6
2.2.2 Struktur Microcontroller ..........................................
7
2.2.3 Cara Kerja Microcontroller .....................................
10
2.2.4 Kelebihan Sistem Microcontroller ...........................
10
Perpindahan Panas ............................................................
11
2.3.1 Konduksi .................................................................
11
2.3.2Konveksi ..................................................................
12
2.3.3 Radiasi ......................................................................
13
Transformasi Laplace ........................................................
13
2.4.1 Definisi Transformasi Laplace .................................
13
2.4.2 Definisi Formal .......................................................
15
2.4.3 Sifat-Sifat Transformasi Laplace .............................
16
2.2
2.3
2.4
2.4.4 Linearisasi ................................................................
17
2.4.5 Transformasi Laplace Balik .....................................
18
2.4.6 Solusi Persamaan Deferensial dengan Metoda TL ..
19
Themokopel.......................................................................
20
2.5.1 Pengertian Thermokopel ..........................................
20
2.5.2 Jenis Thermokopel ...................................................
21
BAB III METODOLOGI .......................................................................
24
2.5
3.1
Langkah Perancangan ......................................................
24
3.2
Diagram Alir Perancangan ...............................................
25
3.3
Desain Molding Bola Tenis ..............................................
26
3.4
Komponen Peningkatan Performa Molding ....................
26
3.5
Keuntungan Menggunakan Komponen ...........................
27
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ..............................
29
4.1
Menghitung Panas Pada Heather ....................................
29
4.1.1 Menghitung Luas Permukaan Aliran Panas .....................
30
4.1.2 Menghitung Laju Aliran Panas ........................................
30
4.2
Waktu Pemanasan ...........................................................
31
4.3
Menghitung Waktu Produksi ..........................................
33
4.4
BAB V
Sistem Otomasi ...............................................................
34
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................
37
5.1
Kesimpulan ......................................................................
37
5.2
Saran .................................................................................
37
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DATAR TABEL
Hal
Table.2.1
Transformasi Laplace
18
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1
Molding
5
Gambar 2.2
Blok Diagram Umum Microcontroller
7
Gambar 2.3
Diagram Arsitektur AT89SXX
8
Gambar 2.4
Thermokopel
20
Gambar 2.5
Desain Molding Bola Tenis
26
Gambar 4.1
Rangkaian Sistem Otomasi
34
LEMBAR LAMPIRAN
Lampiran 1: Desain molding bola tenis
Lampiran 2: Naskah publikasi
Lampiran 3: Power point
Lampiran 4: Naskah ceklish ujian TA
DAFTAR PUSTAKA
[1] jp holman, “heat transfer”
[2] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik I’’, Prentice HallInc,
1996.
[3] Ogata, Katshuiko, “Teknik Kontrol Automatik II’’, Prentice Hall Inc,
1996.
[4]Budiharto,
Widodo,
“Perancangan
Sistem
dan
Aplikasi
Microcontroller”, Bandung,2010
[5] Sato, Takesi,” Menggambar Mesin”.
[6] http://irwankurniawanblog.files.wordpr ess.com/2013/07/transformasilaplace.pdf
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Proses pemanasan karet bola tenis adalah proses pematangan
karet yang sudah berbentuk bola pada molding. Sistem pematangan di
kalangan industri dirasa masih kurang efektif dan efisien, kurangnya
efektif dan efisien dikarenakan penetapan temperature dan tingkat
kematangan bola masih menggunakan cara manual yaitu hanya dengan
mengandalkan keputusan operator. Hal ini berakibat pada kurang
sempurnanya hasil produksi bola tenis, seperti bola yang masih mentah
dan bahkan terlalu matang.
Temperatur yang didistribusikan ke dalam molding harus
dikontrol terlebih dahulu agar suhu sesuai target yang diinginkan
sehingga proses pemasakan bola berlangsung tepat dan aman.
Temperatur dapat dikontrol menggunakan microcontroller dengan
temperatur 80 derajat celcius untuk mendapatkan tekstur yang sesuai,
sehingga menghasilkan bola dengan kualitas yang sama.
Oleh sebab itu untuk mengatasi permasalahan produksi bola tenis
diperlukan sebuah molding yang dapat di control menggunakan
microcontroller. Molding yang dikontrol menggunakan microcontroller
tersebut dapat digunakan untuk produksi dan mendapatkan hasil yang
maksimal sesuai keinginan.
Microcontroller digunakan sebagai pengendali semua proses yang
ingin diotomatiskan. Kontrol yang dilakukan microcontroller yaitu
2
mengambil data setiap kondisi input dan memberikan perintah output
terhadap langkah kerja molding.
Dari permasalahan diatas diperlukan “Perancangan Molding
Bola Tenis Menggunakan Microcontroller”.
1.2. Rumusan Masalah
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan permasalahan –
permasalahan yang dapat dirumuskan untuk menyelesaikan persoalan
tersebut adalah:
1. Proses pembuatan bola tenis kurang efektif dan efisien karena
pengaturan temperatur dan membuka atau menutup molding masih
dilakuakan secara manual.
2. Bagaimana meningkatkan performa molding bola tenis dengan
mengubah pemberian tekanan udara yang awalnya manual menjadi
otomatis.
1.3. Tujuan
Tujuan pembuatan perancangan ini untuk menghasilkan desain
molding bola tenis yang dikontrol oleh microcontroller.
1.4. Manfaat
Manfaat dari perancangan molding bola tenis menggunakan
microcontroller yaitu sebagai rujukan untuk perancangan molding yang
dapat meningkatkan kualitas produksi dan mempercepat proses produksi
bola tenis.
3
1.5. Batasan Masalah
Batas permasalahan untuk perancangan molding bola tenis antara
lain:
Menggunakan microcontroller atmega.
Temperatur di sekitar molding dianggap konstan.