Rancang Bangun Konveyor Untuk Mengetahui
Rancang Bangun Konveyor Untuk Mengetahui
Hasil Output Produksi Mengunakan Arduino Uno Dan C#.Net
Hendri Setiawan
hndr_setiawan@yahoo.co.id
Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercubuana
Jl Raya Meruya Selatan, No 1 Kembangan Jakarta barat, 11650, INDONESIA
Abstrak
Pada proses produksi di sebuah industri, khususnya industri makanan yang selalu menghasilkan output
begitu banyak di akhir produksinya, sehingga terkadang faktor dari kelemahan manusia bisa membuat kelacaran
proses produksi terhambat sebagai contoh hasil proses produksi yang sudah jadi sebelum di kirim ke konsumen,
sebuah industri makanan selalu menyimpan di gudang peyimpanan akhir. Terkadang dari line produksi ke gudang
peyimpanan akhir sangat lah jauh jarak antara line produksi ke line gudang penyimpanan, dan juga cara
menghitung output produksi masih mengunakan manual tanpa di dampingi proses secara otomatis menggunakan
perangkat elektronik yang mempuni, Sehingga hasil hitung manual yang di lakukan manusia(operator) dari line
produksi terkadang berbeda dengan gudang penyimpanan akhir. Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk membuat
kelancaran proses produksi dan meminimalkan kesalahan dalam penghitungan hasil ouput produksi, dengan sebuah
rancang bangun konveyor memakai sinar Infrareduntuk sensor penanda bahwa barang yang terkena sinar inflared,
akan dihitung oleh aplikasi dengan mengunakan software Microsoft visual studio dengan mengunakan bahasa
C#.Dari hasil penilitian didapatkan bahwa Rancang Bangun Konveyor Untuk Mengetahui Hasil Output Produksi
Mengunakan Arduino Uno Dan C#.Net. dapat mempermudah proses produksi di sebuah industri.
Kata kunci : Proses Produksi, Konveyor, inflared
1.
2.
Latar Belakang Masalah
4.
Teknologi saat ini
berkembang sangat pesat seiring
dengan kemajuan zaman. Pada
zaman dahulu pemindahan bahan
baku
dalam
industri
masih
menggunakan tenaga hewan atau
manusia. Karena manusia
atau
hewan memiliki keterbatasan dan
tidak dapat bekerja terus menerus
dalam jangka waktu lama, maka
secara perlahan tenaga hewan atau
manusia mulai tergantikan oleh
tenaga mesin Penggantian tenaga
manusia dengan mesin dapat
mengoptimalkan
dan
memaksimalkan proses produksi
dalam industrialisasi.
5.
Saat ini banyak Industri
mulai mengunakan
mesin yang serba
praktis dan ekonomis. Mesin tersebut
berfungsi
untuk
meringankan
dan
mempermudah pekerjaan manusia, salah
3.
satunya adalah konveyor. Konveyor di
industri digunakan untuk memindahkan
bahan baku dari satu tempat ke tempat lain.
6.
Oleh karena penemuan di
lapangan, realita tentang proses pemuatan
barang hasil produksi pada gudang
penyimpanan masih menggunakan tenaga
manusia dan proses penghitungan jumlah
barang yang akurasinya kurang tepat serta
kecepatan proses sangat jauh dari cukup.
7.
Maka Pada tugas akhir ini di
kembangkan sebuah rangkaian yang
berbasis mikrokontroller yang banyak
digunakan pada perguruan tinggi di
Indonesia, dengan menggunakan tampilan di
komputer,sebagai tampilan jumlah barang
yang akan di pindahkan sehingga nantinya
di harapkan dapat mengetahui jumlah hasil
produksi yang akurat dari line produksi
menuju gudang jadi (gudang penyimpanan),
Alat ini sangat berguna dan sangat
menguntungkan bagi perusahaan yang
menggunakannya. Dalam
efisiensi ini berarti :
melaksanakan
8.
1. Menurunkan biaya material dan
efisiensi pemakaian tenaga kerja.
2. Meminimalkan down time dari mesin
product.
3. Biaya peralatan produksi murah.
4. Meminimalkan kesalahan jumlah
hasil produksi.
5.
6.
Mikrokontroler
memenuhi
kebanyakan dari persyaratan di atas dan
merupakan salah satu kunci dalam
meningkatkan efisiensi produksi dalam
industri, Sehubungan dengan uraian diatas
penulis mencoba menyusun dan merancang
tugas akhir dengan judul “Rancang Bangun
Sistem
Kontrol
Konveyor
Untuk
Mengetahui
Hasil
Output
ProduksiMengunakan Arduino Uno”.
7.
8.
9. Dasar Teori
9. 2.1
Pengertian Microcontroller
10.
11.
Mikrokontroler
adalah
sebuah sistem komputer fungsional dalam
sebuah chip. Di dalamnya terkandung
sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil
RAM, memori program, atau keduanya),
dan perlengkapan input output.
12.
Mikrokontroler merupakan
komputer didalam chip yang digunakan
untuk mengontrol peralatan elektronik, yang
menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali
kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang
sebelumnya banyak memerlukan komponenkomponen pendukung seperti IC TTL dan
CMOS dapat direduksi/diperkecil dan
akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh
mikrokontroler, Mikrokontroler terdiri dari
beberapa bagian seperti yang terlihat pada
gambar di bawah ini :
13.
14.
15. Gambar 1. Bagian Mikrokontroler
16.
17. Pada Gambar 1. tampak suatu
mikrokontroler standar yang tersusun atas
komponen-komponen.
18.
19. 2.2
Kit
Mikrokontroler
Arduino Uno
20.
21. 2.2.1 Pengertian Arduino
22.
23.
Arduino adalah pengendali
mikro single-board yang bersifat opensource, diturunkan dari Wiring platform,
dirancang untuk memudahkan penggunaan
elektronik
dalam
berbagai
bidang.
Hardware-nya memiliki prosesor Atmel
AVR dan softwarenya memiliki bahasa
pemrograman sendiri.
24.
Arduino Uno kit elektronik
atau papan rangkaian elektronik open source
yang di dalamnya terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan
jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino
adalah sebuah board mikrokontroller yang
berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14
pin input/output yang mana 6 pin dapat
digunakan sebagai output PWM, 6 analog
input, crystal osilator 16 MHz, koneksi
USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol
reset. Arduino mampu men-support
mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan
komputer menggunakan kabel USB. Berikut
gambar 2 adalah pin-pin pada kit arduino
uno.
25.
26. Gambar 2. Board
Arduino Uno ATmega328
27.
28. 2.3
Sensor Infrared
29.
Sensor adalah alat yang
mendeteksi suatu perubahan pada kondisi
fisik yang mendorong dan mengubah
aktivitas yang dideteksi menjadi sinyal yang
bisa dicatat atau direkam. Sedangkan cahaya
infra merah tergolong ke dalam cahaya yang
tidak
tampak.
Mempunyai
panjang
gelombang mulai 750 nm sampai 25 µm.
Cahaya infra merah tidak bisa terlihat oleh
mata manusia, karena jarak pandang
manusia antara 400 nm sampai dengan 750
nm, seperti terlihat pada gambar 3.
30.
31.
rangkaian sensor akan bernilai “0” atau
“low” yang berarti obyek “tidak ada”.
Prinsip kerja
35.
36.
Salah satu kegunaan sensor
proximity yang sering dijumpai dalam
dunia robottika sebagai deteksi garis.
Sensor ini dapat dibuat dari pasangan
LED dan fototransistor 1 dan 2. Bila
cahaya LED memantul pada garis dan
diterima oleh basis fototransistor maka
fototransistor menjadi (on) sehingga
tegangan output (Vout) menjadi sama
dengan Vce saturasi atau mendekati 0
volt. Sebaliknya jika tidak terdapat
pantulan, maka basis fototransistor tidak
mendapat
arus
bias
sehingga
fototransistor menjadi cut-off (C-E
open), dengan demikian nilai Vout sama
dengan Vcc..
37.
38.
39.
Gambar 4. Prinsip kerja
proximity tanpa halangan
40.
32. Gambar 3 Beberapa spektrum
gelombang cahaya
33.
2.4
Sensor Proximity
34.
Sensor proximity mempunyai
pengertian sebagai sensor yang mampu
mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek.
Bila obyek berada di depan sensor dan dapat
terjangkau oleh sensor maka output
rangkaian sensor akan berlogika “1” atau
“high” yang berarti obyek “ada”. Sebaliknya
jika obyek berada pada posisi yang tidak
terjangkau oleh sensor maka output
41.
sinyal led atau infrared akan
menyebar jika tak ada halangan. berbeda
dengan jika diberi halangan seperti
gambar 5 dibawah ini.
42.
43.
44. Gambar 5. Prinsip kerja proximity
jika ada halangan
45.
2.5
Motor Dc
46.
47.
Motor
arus
searah,
sebagaimana namanya, menggunakan arus
langsung yang tidak langsung/directunidirectional. Motor DC digunakan pada
penggunaan khusus dimana diperlukan
penyalaan torque yang tinggi atau
percepatan yang tetap untuk kisaran
kecepatan yang luas.
48. Keuntungan utama motor DC adalah
sebagai pengendali kecepatan, yang tidak
mempengaruhi kualitas pasokan daya.
Motor ini dapat dikendalikan dengan
mengatur:
Tegangan
dinamo
–
meningkatkan tegangan dinamo
akan meningkatkan kecepatan
Arus medan – menurunkan arus
medan
akan
meningkatkan
kecepatan.
49.
50. 2.6
Relay
51.
52.
Relay adalah Saklar (Switch)
yang dioperasikan secara listrik dan
merupakan komponen Electromechanical
(Elektromekanikal) yang terdiri dari 2
bagian utama yakni Elektromagnet (Coil)
dan Mekanikal (seperangkat Kontak
Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip
Elektromagnetik
untuk
menggerakkan
Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik
yang
kecil
(low
power)
dapat
menghantarkan listrik yang bertegangan
lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay
yang menggunakan Elektromagnet 5V dan
50 mA mampu menggerakan Armature
Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya)
untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
53.
54.
55.
56.
Fungsi Relay
57.
Beberapa fungsi Relay yang
telah umum diaplikasikan kedalam peralatan
Elektronika diantaranya adalah :
Relay digunakan untuk menjalankan
Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan
Fungsi penundaan waktu (Time
Delay Function).
Relay
digunakan
untuk
mengendalikan Sirkuit Tegangan
tinggi dengan bantuan dari Signal
Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk
melindungi
Motor
ataupun
komponen lainnya dari kelebihan
Tegangan ataupun hubung singkat
(Short).
58.
59. 2.7
Microsoft Visual C# ( C
Sharp) .Net
60.
C# (dibaca: C sharp)
merupakan
sebuah
bahasa
pemrograman yang berorientasi
objek yang dikembangkan oleh
Microsoft sebagai bagian dari
inisiatif kerangka .NET Framework.
Bahasa pemrograman ini dibuat
berbasiskan bahasa C++ yang telah
dipengaruhi
oleh
aspek-aspek
ataupun fitur bahasa yang terdapat
pada bahasa-bahasa pemrograman
lainnya seperti Java, Delphi, Visual
Basic, dan lain-lain dengan beberapa
penyederhanaan. Menurut standar
ECMA-334
C#
Language
Specification, nama C# terdiri atas
sebuah huruf Latin C (U+0043) yang
diikuti oleh tanda pagar yang
menandakan angka # (U+0023).
Tanda pagar # yang digunakan
memang bukan tanda kres dalam
seni musik (U+266F), dan tanda
pagar
#
(U+0023)
tersebut
digunakan karena karakter kres
dalam seni musik tidak terdapat di
dalam keyboard standar.
2.7.1
61.
6. Meskipun aplikasi C# ditujukan
agar bersifat 'ekonomis' dalam
hal kebutuhan pemrosesan dan
memori komputer, bahasa C#
tidak ditujukan untuk bersaing
secara langsung dengan kinerja
dan ukuran perangkat lunak yang
dibuat dengan menggunakan
bahasa pemrograman C dan
bahasa rakitan.
Tujuan Desain
Standar European Computer
Manufacturer Association (ECMA)
mendaftarkan beberapa tujuan desain
dari bahasa pemrograman C#,
sebagai berikut:
1. Bahasa pemrograman C# dibuat
sebagai bahasa pemrograman
yang
bersifat
bahasa
pemrograman general-purpose
(untuk
tujuan
jamak),
berorientasi objek, modern, dan
sederhana.
2. Bahasa
pemrograman
C#
ditujukan untuk digunakan dalam
mengembangkan
komponen
perangkat lunak yang mampu
mengambil keuntungan dari
lingkungan terdistribusi.
3. Portabilitas
programmer
sangatlah penting, khususnya
bagi programmer yang telah
lama
menggunakan
bahasa
pemrograman C dan C++.
4. Dukungan
untuk
internasionalisasi
(multilanguage) juga sangat penting.
5. C# ditujukan agar cocok
digunakan
untuk
menulis
program aplikasi baik dalam
sistem
klien-server
(hosted
system)
maupun
sistem
embedded (embedded system),
mulai dari perangkat lunak yang
sangat besar yang menggunakan
sistem operasi yang canggih
hingga kepada perangkat lunak
yang sangat kecil yang memiliki
fungsi-fungsi terdedikasi.
62.
Bahasa C# harus mencakup
pengecekan jenis (type checking)
yang kuat, pengecekan larik (array),
pendeteksian terhadap percobaan
terhadap
penggunaan
Variabelvariabel
yang
belum
diinisialisasikan, portabilitas kode
sumber, dan pengumpulan sampah
(garbage collection) secara otomatis.
63.
3. PERANCANGAN ALAT
64.
65. 3.1
Perancangan
Sistem
Mekanik
66.
67.
Pengendalian
conveyor
menggunakan sebuah konveyor. Bahan
prototipe yang digunakan sama. Bagianbagian dari prototipe konveyor yaitu rangka,
poros dan sabuk (belt) konveyor.
68.
69.
Motor DC dipasangkan pada
rangka konveyor yang letaknya pada kaki
rangka di bagian poros pengerak. Motor DC
dipasang pada kaki rangka melalui dudukan
dari arkrilik. Supaya motor DC dapat
terpasang kuat dudukan dari akrilik
dihubungkan
pada
kaki
rangka
menggunakan baut dan mur. Skematis
rakitan setelah pemasangan motor DC pada
kaki rangka konveyor di bagian poros
penggerak dapat dilihat pada gambar 6.
70.
71.
Gambar 6. skematis rakitan setelah
pemasangan motor DC pada kaki rangka
konveyor
72.
73. 3.2
Perancangan Elektronik
74.
Pada bagian perancangan
elektronik, penulis menggunakan sensor
Infrared sebagai sensor penanda adanya
benda yang di deteksi oleh sensor dan akan
mengirim sinyal ke micorokontroler arduino
uno ATMega328, dan perangkat lunak
sebagai penghitung objek benda yang berada
di atas belt conveyor.
75.
76.
77.
Gambar 7. Blok Diagram Perancangan
Elektronik
78. Dari diagram blok pengoperasian
system konveyor untuk mengetahui barang
hasil output produksi mengunakan Arduino
uno terdiri dari beberapa blok rangkaian
yang terdiri dari Sensor Infrared, Arduino
uno ATMega328, Driver motor
dan
Aplikasi desktop C# .Net. Dalam rancangan
ini system di nyala kan oleh user melalui
desktop, sehingga driver pada belt konveyor
bergerak atas perintah dari user melalui
desktop dengan men klik aplikasi ON. Di
saat itu pula sensor Infraredbekerja, Sensor
Infrareduntuk
menginput
perubahan
tegangan ke sistem ADC. Perubahan yang
diterima dalam bentuk data analog dan
mengubah data analog menjadi data digital
agar dapat diterima oleh mikrokontroler
yang hanya menerima data digital.
Mikrokontroler yang digunakan yaitu
Arduino UNO R3 dengan Atmega328.
Mikrokontroler yang digunakan ini diisikan
dengan program yang nantinya akan
ditampilkan pada layar komputer dengan C#
.Net .
79.
80. 3.3
Driver relay
81.
82.
Untuk mengendalikan motor
dengan visual basic digunakanlah
rangkaian driver relay, rangkaian ini
sebagai kontak penghubung antara
arduino uno dengan motor, sehingga
motor biasa di nyalakan dengan visul
basic melalui layar computer.
83.
Gambar 8. Rangkaian Driver Relay
Menentukan Ic
84.
Ic adalah arus beban
yang akan mengalir dari kaki
kolektor ke emitor. Besarnya arus
beban ini tidak boleh lebih besar dari
Ic maksimum yang dapat dilewatkan
oleh transistor. Arus beban ini dapat
dicari dengan persamaan berikut :
102.
103.
Sehingg RB bisa kita cari,
yaitu :
104.
85.
87.
86.
Menentukan hfe transistor
88.
Setelah arus beban yg
akan dilewatkan pada transistor
diketahui maka selanjutnya adalah
menentukan transistor yg akan
dipakai dgn syarat spt berikut :
89.
90.
Menentukan Rb
91.
92.
Setelah transistor yg
akan dipakai sebagai saklar telah
ditentukan maka selanjutnya adalah
menentukan hambatan pada basis
(Rb). Besarnya Rb ini dapat dicari
dengan persamaan berikut :
93.
94. Diketahui :
95.
96. Vbb = 5V
97. RL = hambatan koil pada relay = 400
ohm
98.
99. Maka :
100. Sesuai
dengan
syarat
pemilihan transistor diatas, dipakai transistor
2n3904 atau 2n222A yang mempunyai
Icmax=200mA dan hfe=60~100. Dari sini,
kita dpt menentukan
101.
IB untuk kondisi saturasi,
yaitu :
200
=2mA
100
5−0,6
Rb=
=2200 ohm
0,002 A
Ib=
105.
106. Maka didapat Resistor dapat
2200ohm karena di pasaran tidak banyak
terdapat resistor dengan nilai tersebut maka
penulis memutuskan memakai nilai 1K,
107.
108. Ada baiknya pula kita
menambahkan dioda (1N4001). Dioda ini
berfungsi sebagai proteksi transistor untuk
menghubung singkat tegangan induksi yang
mungkin terjadi saat peralihan kondisi dari
on ke off.
109.
4. ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT
110.
4.1.
Pengujian Alat
Cara menjalankan konveyor
Infraredterlebih dahulu buka aplikasi
di desktop computer yang bernama
Microsoft Visual Studio 2010, seperti
pada gambar dibawah ini
111.
Gambar 9. Program konveyor
Infrared status Off
Pada gambar 9, program masih dalam
keaadaan status Off artinya motor
konveyor belum berjalan dan sensor
sudah aktif tetapi program belum
bisa mengirim data ke visual basic.
112.
Gambar 12. Program konveyor
Infrared bekerja menujukan
angka 2
Pada gambar 12, sebuah barang
dilewatkan lagi diatas konveyor dan
terdeteksi oleh
infared
sehingga
tampilan di layar berubah jumlahnya
sekarang menjadi 2, dan seterusnya jika
Infraredmendapat terkena sebuah barang
yang lewat dia atas konveyor makan
jumlahnya akan bertamabah terus selama
sistem
belum
di
STOP.Untuk
menormalkan kembali jumlahnya maka
tekan reset, maka jumlah angkanya akan
kembali ke 0.
Gambar 10. Program konveyor
Infrared status On
Pada gambar 10, tombol start sudah
di tekan status sudah On artinya motor
sudah bergerah dan sensor sudah aktif
kemudian program sudah bisa menerima
data dari sensor.
113.
Gambar 11. Program konveyor
Infrared bekerja
Pada gambar 11, sensor sudah bisa
membaca data artinya barang yang
melewati sensor sudah di tangkap dan
dikirim ke visual basic sehingga
tampilan jumlah menujukan angka 1.
4.2.
ANALISA
114.
Analisa
hardware
dilakukan
untuk
mengetahui
bagaimana kinerja hardware yang
telah di rancang, pengujian ini
meliputi
Pengujian
Rangkaian
Arduino dengan sensor inflared.
Sensor Infraredmerupakan sensor
yang mendeteksi suatu perubahan
pada kondisi fisik yang mendorong
dan mengubah aktivitas yang
dideteksi menjadi sinyal yang bisa
dicatat atau direkam. Sensor ini
menerima inputan mulai dari 1V
sampai dengan 5V.
115.
5. KESIMPULAN
Pada sistem ini dapat mengerakan
motor konveyor dan mengaktifkan
sensor Infrared bersamaan melalui
layar monitor computer.
Relay di sini sangat penting karena
digunakan untuk mengendalikan
Sirkuit Tegangan tinggi dengan
bantuan dari Signal Tegangan
rendah.
Sistem yang digunakan pada laporan
tugas akhir ini sangat bergantung
pada nilai / input dari sensor
Inflared, nilai tegangan input, dan
hubungan antara hardware dan
sorfware.
116.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1]
117.
Geeetech.
2013.
Arduino
Infraredproximity.
From
http://www.geeetech.com/wiki/index
.php/Arduino_Infrared_proximity_s
witch_module, 20 Agustus 2014
[2]
produksielektronik. 2013. caraprinsip-kerja-relay-fungsi-simbolrelay. From
http://www.produksielektronik.com/2013/10
/cara-prinsip-kerja-relay-fungsisimbol-relay/, 25 Agustus 2014
118. [3] Forum Arduino. 2013.
Controlling a 5v relay, only getting
2.4v?. From
http://forum.arduino.cc/index.php?
topic=174122.0, 12 september 2014
119.
Hasil Output Produksi Mengunakan Arduino Uno Dan C#.Net
Hendri Setiawan
hndr_setiawan@yahoo.co.id
Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercubuana
Jl Raya Meruya Selatan, No 1 Kembangan Jakarta barat, 11650, INDONESIA
Abstrak
Pada proses produksi di sebuah industri, khususnya industri makanan yang selalu menghasilkan output
begitu banyak di akhir produksinya, sehingga terkadang faktor dari kelemahan manusia bisa membuat kelacaran
proses produksi terhambat sebagai contoh hasil proses produksi yang sudah jadi sebelum di kirim ke konsumen,
sebuah industri makanan selalu menyimpan di gudang peyimpanan akhir. Terkadang dari line produksi ke gudang
peyimpanan akhir sangat lah jauh jarak antara line produksi ke line gudang penyimpanan, dan juga cara
menghitung output produksi masih mengunakan manual tanpa di dampingi proses secara otomatis menggunakan
perangkat elektronik yang mempuni, Sehingga hasil hitung manual yang di lakukan manusia(operator) dari line
produksi terkadang berbeda dengan gudang penyimpanan akhir. Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk membuat
kelancaran proses produksi dan meminimalkan kesalahan dalam penghitungan hasil ouput produksi, dengan sebuah
rancang bangun konveyor memakai sinar Infrareduntuk sensor penanda bahwa barang yang terkena sinar inflared,
akan dihitung oleh aplikasi dengan mengunakan software Microsoft visual studio dengan mengunakan bahasa
C#.Dari hasil penilitian didapatkan bahwa Rancang Bangun Konveyor Untuk Mengetahui Hasil Output Produksi
Mengunakan Arduino Uno Dan C#.Net. dapat mempermudah proses produksi di sebuah industri.
Kata kunci : Proses Produksi, Konveyor, inflared
1.
2.
Latar Belakang Masalah
4.
Teknologi saat ini
berkembang sangat pesat seiring
dengan kemajuan zaman. Pada
zaman dahulu pemindahan bahan
baku
dalam
industri
masih
menggunakan tenaga hewan atau
manusia. Karena manusia
atau
hewan memiliki keterbatasan dan
tidak dapat bekerja terus menerus
dalam jangka waktu lama, maka
secara perlahan tenaga hewan atau
manusia mulai tergantikan oleh
tenaga mesin Penggantian tenaga
manusia dengan mesin dapat
mengoptimalkan
dan
memaksimalkan proses produksi
dalam industrialisasi.
5.
Saat ini banyak Industri
mulai mengunakan
mesin yang serba
praktis dan ekonomis. Mesin tersebut
berfungsi
untuk
meringankan
dan
mempermudah pekerjaan manusia, salah
3.
satunya adalah konveyor. Konveyor di
industri digunakan untuk memindahkan
bahan baku dari satu tempat ke tempat lain.
6.
Oleh karena penemuan di
lapangan, realita tentang proses pemuatan
barang hasil produksi pada gudang
penyimpanan masih menggunakan tenaga
manusia dan proses penghitungan jumlah
barang yang akurasinya kurang tepat serta
kecepatan proses sangat jauh dari cukup.
7.
Maka Pada tugas akhir ini di
kembangkan sebuah rangkaian yang
berbasis mikrokontroller yang banyak
digunakan pada perguruan tinggi di
Indonesia, dengan menggunakan tampilan di
komputer,sebagai tampilan jumlah barang
yang akan di pindahkan sehingga nantinya
di harapkan dapat mengetahui jumlah hasil
produksi yang akurat dari line produksi
menuju gudang jadi (gudang penyimpanan),
Alat ini sangat berguna dan sangat
menguntungkan bagi perusahaan yang
menggunakannya. Dalam
efisiensi ini berarti :
melaksanakan
8.
1. Menurunkan biaya material dan
efisiensi pemakaian tenaga kerja.
2. Meminimalkan down time dari mesin
product.
3. Biaya peralatan produksi murah.
4. Meminimalkan kesalahan jumlah
hasil produksi.
5.
6.
Mikrokontroler
memenuhi
kebanyakan dari persyaratan di atas dan
merupakan salah satu kunci dalam
meningkatkan efisiensi produksi dalam
industri, Sehubungan dengan uraian diatas
penulis mencoba menyusun dan merancang
tugas akhir dengan judul “Rancang Bangun
Sistem
Kontrol
Konveyor
Untuk
Mengetahui
Hasil
Output
ProduksiMengunakan Arduino Uno”.
7.
8.
9. Dasar Teori
9. 2.1
Pengertian Microcontroller
10.
11.
Mikrokontroler
adalah
sebuah sistem komputer fungsional dalam
sebuah chip. Di dalamnya terkandung
sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil
RAM, memori program, atau keduanya),
dan perlengkapan input output.
12.
Mikrokontroler merupakan
komputer didalam chip yang digunakan
untuk mengontrol peralatan elektronik, yang
menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali
kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang
sebelumnya banyak memerlukan komponenkomponen pendukung seperti IC TTL dan
CMOS dapat direduksi/diperkecil dan
akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh
mikrokontroler, Mikrokontroler terdiri dari
beberapa bagian seperti yang terlihat pada
gambar di bawah ini :
13.
14.
15. Gambar 1. Bagian Mikrokontroler
16.
17. Pada Gambar 1. tampak suatu
mikrokontroler standar yang tersusun atas
komponen-komponen.
18.
19. 2.2
Kit
Mikrokontroler
Arduino Uno
20.
21. 2.2.1 Pengertian Arduino
22.
23.
Arduino adalah pengendali
mikro single-board yang bersifat opensource, diturunkan dari Wiring platform,
dirancang untuk memudahkan penggunaan
elektronik
dalam
berbagai
bidang.
Hardware-nya memiliki prosesor Atmel
AVR dan softwarenya memiliki bahasa
pemrograman sendiri.
24.
Arduino Uno kit elektronik
atau papan rangkaian elektronik open source
yang di dalamnya terdapat komponen utama
yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan
jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino
adalah sebuah board mikrokontroller yang
berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14
pin input/output yang mana 6 pin dapat
digunakan sebagai output PWM, 6 analog
input, crystal osilator 16 MHz, koneksi
USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol
reset. Arduino mampu men-support
mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan
komputer menggunakan kabel USB. Berikut
gambar 2 adalah pin-pin pada kit arduino
uno.
25.
26. Gambar 2. Board
Arduino Uno ATmega328
27.
28. 2.3
Sensor Infrared
29.
Sensor adalah alat yang
mendeteksi suatu perubahan pada kondisi
fisik yang mendorong dan mengubah
aktivitas yang dideteksi menjadi sinyal yang
bisa dicatat atau direkam. Sedangkan cahaya
infra merah tergolong ke dalam cahaya yang
tidak
tampak.
Mempunyai
panjang
gelombang mulai 750 nm sampai 25 µm.
Cahaya infra merah tidak bisa terlihat oleh
mata manusia, karena jarak pandang
manusia antara 400 nm sampai dengan 750
nm, seperti terlihat pada gambar 3.
30.
31.
rangkaian sensor akan bernilai “0” atau
“low” yang berarti obyek “tidak ada”.
Prinsip kerja
35.
36.
Salah satu kegunaan sensor
proximity yang sering dijumpai dalam
dunia robottika sebagai deteksi garis.
Sensor ini dapat dibuat dari pasangan
LED dan fototransistor 1 dan 2. Bila
cahaya LED memantul pada garis dan
diterima oleh basis fototransistor maka
fototransistor menjadi (on) sehingga
tegangan output (Vout) menjadi sama
dengan Vce saturasi atau mendekati 0
volt. Sebaliknya jika tidak terdapat
pantulan, maka basis fototransistor tidak
mendapat
arus
bias
sehingga
fototransistor menjadi cut-off (C-E
open), dengan demikian nilai Vout sama
dengan Vcc..
37.
38.
39.
Gambar 4. Prinsip kerja
proximity tanpa halangan
40.
32. Gambar 3 Beberapa spektrum
gelombang cahaya
33.
2.4
Sensor Proximity
34.
Sensor proximity mempunyai
pengertian sebagai sensor yang mampu
mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek.
Bila obyek berada di depan sensor dan dapat
terjangkau oleh sensor maka output
rangkaian sensor akan berlogika “1” atau
“high” yang berarti obyek “ada”. Sebaliknya
jika obyek berada pada posisi yang tidak
terjangkau oleh sensor maka output
41.
sinyal led atau infrared akan
menyebar jika tak ada halangan. berbeda
dengan jika diberi halangan seperti
gambar 5 dibawah ini.
42.
43.
44. Gambar 5. Prinsip kerja proximity
jika ada halangan
45.
2.5
Motor Dc
46.
47.
Motor
arus
searah,
sebagaimana namanya, menggunakan arus
langsung yang tidak langsung/directunidirectional. Motor DC digunakan pada
penggunaan khusus dimana diperlukan
penyalaan torque yang tinggi atau
percepatan yang tetap untuk kisaran
kecepatan yang luas.
48. Keuntungan utama motor DC adalah
sebagai pengendali kecepatan, yang tidak
mempengaruhi kualitas pasokan daya.
Motor ini dapat dikendalikan dengan
mengatur:
Tegangan
dinamo
–
meningkatkan tegangan dinamo
akan meningkatkan kecepatan
Arus medan – menurunkan arus
medan
akan
meningkatkan
kecepatan.
49.
50. 2.6
Relay
51.
52.
Relay adalah Saklar (Switch)
yang dioperasikan secara listrik dan
merupakan komponen Electromechanical
(Elektromekanikal) yang terdiri dari 2
bagian utama yakni Elektromagnet (Coil)
dan Mekanikal (seperangkat Kontak
Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip
Elektromagnetik
untuk
menggerakkan
Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik
yang
kecil
(low
power)
dapat
menghantarkan listrik yang bertegangan
lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay
yang menggunakan Elektromagnet 5V dan
50 mA mampu menggerakan Armature
Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya)
untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
53.
54.
55.
56.
Fungsi Relay
57.
Beberapa fungsi Relay yang
telah umum diaplikasikan kedalam peralatan
Elektronika diantaranya adalah :
Relay digunakan untuk menjalankan
Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan
Fungsi penundaan waktu (Time
Delay Function).
Relay
digunakan
untuk
mengendalikan Sirkuit Tegangan
tinggi dengan bantuan dari Signal
Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk
melindungi
Motor
ataupun
komponen lainnya dari kelebihan
Tegangan ataupun hubung singkat
(Short).
58.
59. 2.7
Microsoft Visual C# ( C
Sharp) .Net
60.
C# (dibaca: C sharp)
merupakan
sebuah
bahasa
pemrograman yang berorientasi
objek yang dikembangkan oleh
Microsoft sebagai bagian dari
inisiatif kerangka .NET Framework.
Bahasa pemrograman ini dibuat
berbasiskan bahasa C++ yang telah
dipengaruhi
oleh
aspek-aspek
ataupun fitur bahasa yang terdapat
pada bahasa-bahasa pemrograman
lainnya seperti Java, Delphi, Visual
Basic, dan lain-lain dengan beberapa
penyederhanaan. Menurut standar
ECMA-334
C#
Language
Specification, nama C# terdiri atas
sebuah huruf Latin C (U+0043) yang
diikuti oleh tanda pagar yang
menandakan angka # (U+0023).
Tanda pagar # yang digunakan
memang bukan tanda kres dalam
seni musik (U+266F), dan tanda
pagar
#
(U+0023)
tersebut
digunakan karena karakter kres
dalam seni musik tidak terdapat di
dalam keyboard standar.
2.7.1
61.
6. Meskipun aplikasi C# ditujukan
agar bersifat 'ekonomis' dalam
hal kebutuhan pemrosesan dan
memori komputer, bahasa C#
tidak ditujukan untuk bersaing
secara langsung dengan kinerja
dan ukuran perangkat lunak yang
dibuat dengan menggunakan
bahasa pemrograman C dan
bahasa rakitan.
Tujuan Desain
Standar European Computer
Manufacturer Association (ECMA)
mendaftarkan beberapa tujuan desain
dari bahasa pemrograman C#,
sebagai berikut:
1. Bahasa pemrograman C# dibuat
sebagai bahasa pemrograman
yang
bersifat
bahasa
pemrograman general-purpose
(untuk
tujuan
jamak),
berorientasi objek, modern, dan
sederhana.
2. Bahasa
pemrograman
C#
ditujukan untuk digunakan dalam
mengembangkan
komponen
perangkat lunak yang mampu
mengambil keuntungan dari
lingkungan terdistribusi.
3. Portabilitas
programmer
sangatlah penting, khususnya
bagi programmer yang telah
lama
menggunakan
bahasa
pemrograman C dan C++.
4. Dukungan
untuk
internasionalisasi
(multilanguage) juga sangat penting.
5. C# ditujukan agar cocok
digunakan
untuk
menulis
program aplikasi baik dalam
sistem
klien-server
(hosted
system)
maupun
sistem
embedded (embedded system),
mulai dari perangkat lunak yang
sangat besar yang menggunakan
sistem operasi yang canggih
hingga kepada perangkat lunak
yang sangat kecil yang memiliki
fungsi-fungsi terdedikasi.
62.
Bahasa C# harus mencakup
pengecekan jenis (type checking)
yang kuat, pengecekan larik (array),
pendeteksian terhadap percobaan
terhadap
penggunaan
Variabelvariabel
yang
belum
diinisialisasikan, portabilitas kode
sumber, dan pengumpulan sampah
(garbage collection) secara otomatis.
63.
3. PERANCANGAN ALAT
64.
65. 3.1
Perancangan
Sistem
Mekanik
66.
67.
Pengendalian
conveyor
menggunakan sebuah konveyor. Bahan
prototipe yang digunakan sama. Bagianbagian dari prototipe konveyor yaitu rangka,
poros dan sabuk (belt) konveyor.
68.
69.
Motor DC dipasangkan pada
rangka konveyor yang letaknya pada kaki
rangka di bagian poros pengerak. Motor DC
dipasang pada kaki rangka melalui dudukan
dari arkrilik. Supaya motor DC dapat
terpasang kuat dudukan dari akrilik
dihubungkan
pada
kaki
rangka
menggunakan baut dan mur. Skematis
rakitan setelah pemasangan motor DC pada
kaki rangka konveyor di bagian poros
penggerak dapat dilihat pada gambar 6.
70.
71.
Gambar 6. skematis rakitan setelah
pemasangan motor DC pada kaki rangka
konveyor
72.
73. 3.2
Perancangan Elektronik
74.
Pada bagian perancangan
elektronik, penulis menggunakan sensor
Infrared sebagai sensor penanda adanya
benda yang di deteksi oleh sensor dan akan
mengirim sinyal ke micorokontroler arduino
uno ATMega328, dan perangkat lunak
sebagai penghitung objek benda yang berada
di atas belt conveyor.
75.
76.
77.
Gambar 7. Blok Diagram Perancangan
Elektronik
78. Dari diagram blok pengoperasian
system konveyor untuk mengetahui barang
hasil output produksi mengunakan Arduino
uno terdiri dari beberapa blok rangkaian
yang terdiri dari Sensor Infrared, Arduino
uno ATMega328, Driver motor
dan
Aplikasi desktop C# .Net. Dalam rancangan
ini system di nyala kan oleh user melalui
desktop, sehingga driver pada belt konveyor
bergerak atas perintah dari user melalui
desktop dengan men klik aplikasi ON. Di
saat itu pula sensor Infraredbekerja, Sensor
Infrareduntuk
menginput
perubahan
tegangan ke sistem ADC. Perubahan yang
diterima dalam bentuk data analog dan
mengubah data analog menjadi data digital
agar dapat diterima oleh mikrokontroler
yang hanya menerima data digital.
Mikrokontroler yang digunakan yaitu
Arduino UNO R3 dengan Atmega328.
Mikrokontroler yang digunakan ini diisikan
dengan program yang nantinya akan
ditampilkan pada layar komputer dengan C#
.Net .
79.
80. 3.3
Driver relay
81.
82.
Untuk mengendalikan motor
dengan visual basic digunakanlah
rangkaian driver relay, rangkaian ini
sebagai kontak penghubung antara
arduino uno dengan motor, sehingga
motor biasa di nyalakan dengan visul
basic melalui layar computer.
83.
Gambar 8. Rangkaian Driver Relay
Menentukan Ic
84.
Ic adalah arus beban
yang akan mengalir dari kaki
kolektor ke emitor. Besarnya arus
beban ini tidak boleh lebih besar dari
Ic maksimum yang dapat dilewatkan
oleh transistor. Arus beban ini dapat
dicari dengan persamaan berikut :
102.
103.
Sehingg RB bisa kita cari,
yaitu :
104.
85.
87.
86.
Menentukan hfe transistor
88.
Setelah arus beban yg
akan dilewatkan pada transistor
diketahui maka selanjutnya adalah
menentukan transistor yg akan
dipakai dgn syarat spt berikut :
89.
90.
Menentukan Rb
91.
92.
Setelah transistor yg
akan dipakai sebagai saklar telah
ditentukan maka selanjutnya adalah
menentukan hambatan pada basis
(Rb). Besarnya Rb ini dapat dicari
dengan persamaan berikut :
93.
94. Diketahui :
95.
96. Vbb = 5V
97. RL = hambatan koil pada relay = 400
ohm
98.
99. Maka :
100. Sesuai
dengan
syarat
pemilihan transistor diatas, dipakai transistor
2n3904 atau 2n222A yang mempunyai
Icmax=200mA dan hfe=60~100. Dari sini,
kita dpt menentukan
101.
IB untuk kondisi saturasi,
yaitu :
200
=2mA
100
5−0,6
Rb=
=2200 ohm
0,002 A
Ib=
105.
106. Maka didapat Resistor dapat
2200ohm karena di pasaran tidak banyak
terdapat resistor dengan nilai tersebut maka
penulis memutuskan memakai nilai 1K,
107.
108. Ada baiknya pula kita
menambahkan dioda (1N4001). Dioda ini
berfungsi sebagai proteksi transistor untuk
menghubung singkat tegangan induksi yang
mungkin terjadi saat peralihan kondisi dari
on ke off.
109.
4. ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT
110.
4.1.
Pengujian Alat
Cara menjalankan konveyor
Infraredterlebih dahulu buka aplikasi
di desktop computer yang bernama
Microsoft Visual Studio 2010, seperti
pada gambar dibawah ini
111.
Gambar 9. Program konveyor
Infrared status Off
Pada gambar 9, program masih dalam
keaadaan status Off artinya motor
konveyor belum berjalan dan sensor
sudah aktif tetapi program belum
bisa mengirim data ke visual basic.
112.
Gambar 12. Program konveyor
Infrared bekerja menujukan
angka 2
Pada gambar 12, sebuah barang
dilewatkan lagi diatas konveyor dan
terdeteksi oleh
infared
sehingga
tampilan di layar berubah jumlahnya
sekarang menjadi 2, dan seterusnya jika
Infraredmendapat terkena sebuah barang
yang lewat dia atas konveyor makan
jumlahnya akan bertamabah terus selama
sistem
belum
di
STOP.Untuk
menormalkan kembali jumlahnya maka
tekan reset, maka jumlah angkanya akan
kembali ke 0.
Gambar 10. Program konveyor
Infrared status On
Pada gambar 10, tombol start sudah
di tekan status sudah On artinya motor
sudah bergerah dan sensor sudah aktif
kemudian program sudah bisa menerima
data dari sensor.
113.
Gambar 11. Program konveyor
Infrared bekerja
Pada gambar 11, sensor sudah bisa
membaca data artinya barang yang
melewati sensor sudah di tangkap dan
dikirim ke visual basic sehingga
tampilan jumlah menujukan angka 1.
4.2.
ANALISA
114.
Analisa
hardware
dilakukan
untuk
mengetahui
bagaimana kinerja hardware yang
telah di rancang, pengujian ini
meliputi
Pengujian
Rangkaian
Arduino dengan sensor inflared.
Sensor Infraredmerupakan sensor
yang mendeteksi suatu perubahan
pada kondisi fisik yang mendorong
dan mengubah aktivitas yang
dideteksi menjadi sinyal yang bisa
dicatat atau direkam. Sensor ini
menerima inputan mulai dari 1V
sampai dengan 5V.
115.
5. KESIMPULAN
Pada sistem ini dapat mengerakan
motor konveyor dan mengaktifkan
sensor Infrared bersamaan melalui
layar monitor computer.
Relay di sini sangat penting karena
digunakan untuk mengendalikan
Sirkuit Tegangan tinggi dengan
bantuan dari Signal Tegangan
rendah.
Sistem yang digunakan pada laporan
tugas akhir ini sangat bergantung
pada nilai / input dari sensor
Inflared, nilai tegangan input, dan
hubungan antara hardware dan
sorfware.
116.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1]
117.
Geeetech.
2013.
Arduino
Infraredproximity.
From
http://www.geeetech.com/wiki/index
.php/Arduino_Infrared_proximity_s
witch_module, 20 Agustus 2014
[2]
produksielektronik. 2013. caraprinsip-kerja-relay-fungsi-simbolrelay. From
http://www.produksielektronik.com/2013/10
/cara-prinsip-kerja-relay-fungsisimbol-relay/, 25 Agustus 2014
118. [3] Forum Arduino. 2013.
Controlling a 5v relay, only getting
2.4v?. From
http://forum.arduino.cc/index.php?
topic=174122.0, 12 september 2014
119.