Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyar
RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG RUMPUT DENGAN
PENGENDALI JARAK JAUH
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan
Program Pendidikan Diploma III
Spesialisasi Produksi, Perawatan dan Perbaikan
Program Studi Teknik Mekanik
oleh :
1. ABRIANTO ORLANDO NAINGGOLAN
NIM: 1205012112
2. CHRISTIAN HADINATA TARIGAN
NIM: 1205012133
3. MUHAMMAD SAKTI
NIM: 1205012194
4. NELSON PASARIBU
NIM: 1205012199
5. ROBBY NANDO
NIM: 1205012206
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syuku ucapkan kepada Tuhan Yang maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas
Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG RUMPUT
DENGAN PENGENDALI JARAK JAUH” ini tepat pada waktunya. Laporan Tugas
Akhir ini disusun sebagai persyaratan untuk mengikuti sidang Tugas Akhir program
Diploma III Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Mekanik di Politeknik
Negeri Medan.
Dalam proses pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, telah mendapat
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual,
informasi maupun dari segi administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., sebagai Direktur Politeknik Negeri
Medan;
2. Bapak Idham Kamil, S.T.,M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing yang telah
banyak membantu penyusunan laporan Tugas Akhir ini;
3. Bapak Joni Indra, M.T., sebagai Kepala Program Studi Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan;
4. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin politeknik Negeri Medan;
5. Teristimewa dan terutama untuk Ayah, Ibu, dan Adik serta seluruh
keluarga saya yang selama ini telah banyak memberi dukungan yang tak
ternilai sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai;
6. Rekan-rekan satu kelompok penulis, Abrianto Orlando Nainggolan (ME 6F), Christian hadinata Tarigan (ME - 6F), Muhammad Sakti (ME - 6H),
Nelson Pasaribu (ME – 6H )Robby Nando Sitompul (ME - 6H);
7. Rekan-rekan sekelas ME - 6H, ME – 6F
mahasiswa terkait;
8. Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri medan.
v
dan semua teman-teman
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis menyadari bahwa
laporan ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu saran ataupun kritik
yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penulis. Dan pada
akhirnya harapan penulis laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri
dan pembaca sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan.
Medan, 18 Agustus 2015
Penulis
1. Abrianto Orlando Nainggolan Nim : 1205012112 (
)
2. Christian Hadinata Tarigan
Nim : 1205012133 (
)
3. Muhammad Sakti
Nim : 1205012192 (
)
4. Nelson Pasaribu
Nim : 1205012199 (
)
5. Robby NS Sitompul
Nim : 1205012206 (
)
vi
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................................
ii
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
iv
KATA PENGANTAR .................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
INTISARI ....................................................................................................
x
ABSTRACT ................................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................
1
1.1.Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2. PerumusanMasalah .......................................................................
2
1.3.Tujuan ............................................................................................
2
1.3.1. TujuanUmum ..........................................................................
2
1.3.2.TujuanKhusus ..........................................................................
2
1.4.Manfaat ..........................................................................................
3
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................
3
BAB 2 LANDASAN TEORITIS ................................................................
5
2.1. Mikrocontroller .............................................................................
5
2.1.1.Arsitektur Mikrocontroller AVR AT Mega 8535 ....................
5
2.2.Motor DC .......................................................................................
6
2.2.1. Komponen Motor DC .............................................................
7
2.2.2. Jenis Jenis Motor DC ..............................................................
8
2.3. Baterai ..........................................................................................
10
2.3.1. Jenis Jenis Baterai ..................................................................
10
2.4. Sel Surya ………………………………………………………...
12
vii
2.4.1. Struktur Sel Surya ..................................................................
13
2.4.2. Prinsip Kerja Sel Surya ..........................................................
14
2.5. Elemen Daya ................................................................................
15
2.5.1. Transistor ...............................................................................
15
2.5.1.1.Prinsip Kerja Transistor ...................................................
16
2.5.1.2.Jenis Jenis Transistor .......................................................
17
2.5.2. Rellay .....................................................................................
19
2.5.2.1. Prinsip Kerja Rellay .........................................................
20
2.5.2.2. Jenis Jenis Rellay .............................................................
21
BAB 3 METODE RANCANG BANGUN .................................................
21
3.1. Tempat dan Waktu ........................................................................
21
3.2. Bahan Pealatan dan Metode..........................................................
21
3.2.1. Bahan .....................................................................................
21
3.2.2.Peralatan..................................................................................
21
3.2.3. Metode ...................................................................................
22
3.3. Diagram Alir Perancangan Mesin.................................................
23
3.4. Pelaksanaan Tugas Akhir.............................................................
24
3.5. Jadwal Kegiatan Rancang Bangun ..............................................
25
BAB 4 PEMBAHASAN .............................................................................
26
4.1.PerancanganDaya Motor Penggerak
dan Komponen mesin .................................................................
26
4.1.1. Perancangan Daya Motor.....................................................
26
4.1.1.1 Perancangan Daya Motor Penggerak
( Maju, Mundur, Kiri, Kanan ) ..........................................
27
4.1.1.2. Perancangan Daya Motor Cutter
( Pemotong Rumput ).........................................................
30
4.1.1.3. Perancangan Daya Motor Pengayun ………………..
31
viii
4.1.2. Perancangan Baterai dan Sel Surya ………………..………..
32
4.1.2.1 Perancangan Baterai …………………………………
32
4.1.2.2.Perancangan Sel Surya .................................................
33
4.1.3. Perancangan Transmisi Daya ............................................
33
4.1.3.1. Perancagan Sproket .....................................................
34
4.1.3.2. Perancangan Rantai ………………………………….
35
4.1.4.Perancangan Sabuk ( Belt) ................................................
36
4.1.4.1. Perancang Belt ……………………………………….
37
4.1.5. Pemilihan Bantalan ........................................................
37
4.2. Perancangan Sitem Pengendali .......................................................
38
4.2.1. Bagian Pemancar atau Penggirim Perintah.......................
38
4.2.2. Bagian Penerima Perintah ................................................
39
4.2.3. Prinsip Kerja Rangkaian Pengendali ................................
40
4.3. Perawatan dan Perbaikan ...............................................................
40
4.3.1. Perawatan ………………………………………………..
40
4.3.1. Perawatan Bagian Utama Mesin ......................................
41
4.3.2. Perbaikan .........................................................................
43
4.4. Tabel Perawatan dan Perbaikan ………………………………….
44
BAB 5 PENUTUP ………………………………………………………….
45
5.1. Kesimpulan .........................................................................
45
5.2. Saran ..................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
ix
Rancang Bangun Mesin Pemotong Rumput
dengan Pengendali Jarak Jauh
INTISARI
Mesin Pemotong rumput ini merupakan suatu inovasi yang menggunakan
pengendali jarak jauh untuk mengontrol gerakan mesin sehingga proses
pemotonggan rumput menjadi lebih praktis. Selama ini proses pembuatan
pemotong rumput ini ada di masyarakat masih menggunakan cara tradisional yaitu
dengan menggunakan mesin pemotong secara manual. Proses pemotong rumput
dengan cara manual ini memakan waktu yang lebih lama dan membutuhkan
tenaga yang banyak, maka dibuat mesin pemotong rumput dengan pengendali
jarak jauh dengan tujuan meningkatkan efisiensi waktu dan tenaga. Pada mesin
pemotong rumput ini daya motor DC yang digunakan sebagai penggerak mesin
ditransmisikan menggunakan rol dan sproket dan motor DC sebagai penghasil
daya juga memamfaatkan energi panas matahari sebagai sumber energi listrik
yang dikonversikan menggunakan sel surya sebagai penghasil daya penggerak
motor DC tersebut. Selanjutnya Sistem pengontrol menggunakan microcontroller
AT Mega 8535 dimana bagian pemancar mengirim sebuah perintah dari user
melalui gelombang radio ASK sehingga perintah tersebut dapat digunakan untuk
menggerakkan motor motor. Sinyal yang dikirim akan diterima oleh bagian
penerima perintah yaitu melalui sebuah penerima gelombang radio ASK atau
Receicer serial yang kemudian dimodulasi dan disesuaikan pada input serial
microcontroller sekaligus gerak motor diperintah oleh kontroller dan diperkuat
oleh rangkaian penguat untuk menjalankan motor, sehingga output sistem
bergantung pada perintah yang diberikan oleh kontroller. Pengerak pada bagian
pemotong rumput menggunakan motor DC tipe magnet permanen dimana torsi
dari motor langsung di transmisikan ke pemotong dengan menggunakan poros.
Dari perencanaan diperoleh mesin pemotong rumput dengan Daya input total 42,8
watt. Pada percobaan mesin yang dilakukan diperoleh hasil pemotongan rumput
yang sesuai dengan rancangan.
Kata kunci : mesin pemotong, microcontroller, motor DC, dan sel surya
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Microcontroller AT Mega .……………………………….……
5
Gambar 2.2. Bagian-bagian Motor DC .……..................................................
8
Gambar 2.3. Modul Sel Surya ...……….…………………………………….
12
Gambar 2.4. Junction antara semikonduktor tipe-p ....…………………..
15
Gambar 2.5. Cara Kerja Sel Surya ..………………………………………….
15
Gambar 2.6. Symbol dan gambar transistor type UJT ……………………….
17
Gambar 2.7. Symbol dan gambar transistor type FET ….……………………
18
Gambar 2.8. Symbol dan gambar transistor type MOSFET ………………... 19
Gambar 2.9. Relay yang banyak di pasaran ..…………………………………
20
Gambar 2.10. Skema relay elektromekanik ………………………………….. 20
Gambar 3.1. Diagram alir perancangan mesin pemotong rumput ……………
24
Gambar 3.2. Diagram alir pelaksanaan tugas akhir ………………………….. 25
Gambar 4.1. Skema gerak mesin …………………………………………….. 28
Gambar 4.2. Motor penggerak (maju, mundur, kiri, kanan ………………….. 30
Gambar 4.3. Motor Cutter ……………………………………………………. 32
Gambar 4.4. Perancangan baterai …………………………………………….. 33
Gambar 4.5. Sel surya ………………………………………………………… 34
Gambar 4.6. Rantai dan Sproket ……………………………………………… 36
Gambar 4.7. Rangkaian pully dan belt pada mesin ………………………….... 40
Gambar 4.8. Diagram blok bagian pemancar sinyal . ......................................... 41
Gambar 4.9. Diagram blok bagian penerima perintah ........................................ 42
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar Rangkaian Penerima
Lampiran 2. Gambar Rangkaian Pengendali
Lampiran 3. Pemograman Mesin
Lampiran 4. Tabel Tegangan Izin Bahan
Lampiran 5. Tabel Bantalan (bearing)
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pemotongan rumput merupakan salah satu kegiatan umum yang dilakukan,
baik pada tingkat rumahan ataupun pada industri seperti pada pemotongan rumput
pada lapangan golf. Proses pemotongan rumput secara konvensional biasanya
hanya menggunakan pisau ataupun sabit untuk melakukan pemotongan. Seiring
dengan perkembangan jaman maka diadakan pembaharuan dalam proses
pemotongan rumput yaitu dengan menggunakan mesin pemotong rumput yang
memamfaatkan motor sebagai penggerak mata pisau.
Walaupun pembaharuan tersebut sudah ada, maka masih merasa perlu
adanya inovasi dalam proses pemotongan rumput. Hal ini dikarenakan dalam
pemotongan
rumput
yang
menggunakan
mesin
konvensional
masih
memamfaatkan sumber energi bahan bakar fosil untuk menggerakan motor bakar
yang menjadi sumber daya untuk menggerakan mata pisau. Selain itu pada mesin
pemotongan rumput konvensional masi diperlukan adanya operator yang bekerja
secara langsung untuk menggoperasikan mesin tersebut. Untuk itu perlu adanya
inovasi baru dalam proses pemotongan rumput.
Inovasi baru yang ingin diterapkan dalam pembahuruan dalam cara
pemotongan rumput adalah dengan menerapkan ilmu Mekatronika dalam
perancangan mesin ini. Ilmu Mekatronika itu sendiri merupakan salah satu cabang
ilmu pengetahuan yang mempelajari perpaduan antara Ilmu Mekanik sebagai ilmu
yang membahas perindahan energi secara mekanik dan Ilmu Elektronika sebagai
Ilmu yang membahas bagaimana cara untuk memindahkan energi mekanik
tersebut.
Dengan dilandasi pada latar belakang di atas dengan ingin melakukan
suatu usaha untuk membuat suatu rancang bangun mesin pemotong rumput , yang
dilengkapi dengan sistem pengendali jarak jauh dan menggunakan sel surya
sebagai sumber energi alternatif sebagai penggerak motor. Dengan demikian
diharapkan mesin ini akan dapat menjawab kebutuhan permasalahan di atas.
1
1.2. Perumusan Masalah
Mesin pemotong rumput yang hendak dirancang adalah mesin pemotong
rumput
yang
mengunakan
motor
dc
sebagai
penghasil
daya
dan
memamftaatkan energi panas matahari yang akan dikonversikan menjadi
energi listrik menggunakan sel surya sebagai sumber daya penggerak untuk
motor dc tersebut, Selain itu untuk menggontrol gerakan maju mundur dan
sebagainya dengan menggunakan sistem penggontrol yang menggunakan
processor AT Mega 8535 sebagai pengontrol sinyal untuk menggontrol
gerakan mesin.
Dengan adanya pembahuruan pada sumber daya untuk penggerak mesin
ditambah dengan adanya sistem penggendali jarak jauh yang digunakan pada
rancangan mesin ini diharapkan akan mempermudah dan memperhemat dalam
hal pemotongan rumput.
1.3.
Tujuan
1.3.1. Tujuan umum
Tujuan umum dari pembahasan ini adalah untuk rancang bangun mesin
pemotong rumput dengan pengendali jarak jauh, dan menggunakan baterai dan sel
surya sesuai dengan yang direncanakan.
1.3.2. Tujuan khusus
Tujuan khusus dari rancang bangun ini adalah:
1. Mampu melakukan perhitungan dan menentukan daya motor
penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin.
2. Mampu
melakukan
perhitungan
dan
menentukan
komponen-
komponen pada perangkat mesin
3. Mampu merencanakan sumber daya sebagai penggerak mesin.
4. Mampu merancang dan membuat komponen sistem penggendali pada
mesin yang akan dirancang
5. Mampu melakukan langkah proses pembuatan mesin
6. Mampu melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan,
perawatan dan perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi
yang diterima.
2
1.4. Manfaat
Manfaat dari rancang bangun mesin pemotong rumput dengan pendali jarak
jauh yaitu:
1. Untuk memperoleh wawasan dan pengetahuan serta penerapan ilmu
pengetahuan diperkuliahan;
2. Memberikan inovasi dan teknologi pengendali jarak jauh pada mesin
pemotong rumput.
3. Sumber pengetahuan, referensi dan masukan kepada para pembaca yang
ingin membuat produk yang sama.
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah serta memperoleh cara yang lebih sistematis maka
dengan demikian tugas akhir ini disusun tahapan-tahapan sebagai berikut:
1. Bagian Awal memuat: sampul depan,
lembaran judul,
lembaran
persetujuan, lembaran spesifikasi tugas akhir, lembaran pengesahan, dan
lembaran asistensi tugas akhir.
2. Pada Bab I, Pendahuluan isinya membahas tentang latar belakang
perencanaan dari pembahasasan, sesuai dengan perkembangan teknologi
saat ini. Dalam bab ini di jelaskan tentang perumusan masalah, tujuan dan
manfaat , serta sistematika .
3. Pada Bab II, Landasan Teori, isinya membahas tentang teori-teori yang
berhubungan dengan pembahasan dan rancang bangun, yang diperoleh
dari berbagai referensi yang dijadikan landasan untuk melakukan
pembahasan.
4. Pada Bab III, Metode Rancang Bangun, membahas tentang tempat dan
waktu dilakukannya penyelesaian tugas, dibahas pula tentang bahan,
peralatan, serta metode. Pada bab ini dijelaskan pula pelaksanaan rancang
bangun, dan kemudian akhir dari tugas ini adalah kegiatan rancang
bangun.
5. Pada Bab IV,
Pembahasan, menjelaskan tentang pembahasan sesuai
dengan apa yang dituliskan pada tujuan antara lain: mampu melakukan
3
perhitungan dan menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan
untuk menggerakkan perangkat mesin; mampu melakukan perhitungan
dan menentukan komponen-komponen pada perangkat mesin, mampu
melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan, perawatan dan
perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi yang diterima .
6. Pada Bab V, Kesimpulan dan Saran sebagai akhir dari penulisan berisikan
kesimpulan dari hasil tulisan tugas akhir yang merupakan jawaban dari
tujuan perencanaan dan saran yang diberikan.
7. Daftar Pustaka, merupakan daftar referensi yang menjadi studi literatur
untuk mendasari isi tugas akhir ini.
8. Pada akhir tulisan ini ditempatkan beberapa lampiran yang dapat
membantu data serta keterangan pendukung dari tulisan ini.
4
PENGENDALI JARAK JAUH
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan
Program Pendidikan Diploma III
Spesialisasi Produksi, Perawatan dan Perbaikan
Program Studi Teknik Mekanik
oleh :
1. ABRIANTO ORLANDO NAINGGOLAN
NIM: 1205012112
2. CHRISTIAN HADINATA TARIGAN
NIM: 1205012133
3. MUHAMMAD SAKTI
NIM: 1205012194
4. NELSON PASARIBU
NIM: 1205012199
5. ROBBY NANDO
NIM: 1205012206
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syuku ucapkan kepada Tuhan Yang maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas
Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG RUMPUT
DENGAN PENGENDALI JARAK JAUH” ini tepat pada waktunya. Laporan Tugas
Akhir ini disusun sebagai persyaratan untuk mengikuti sidang Tugas Akhir program
Diploma III Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Mekanik di Politeknik
Negeri Medan.
Dalam proses pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, telah mendapat
bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual,
informasi maupun dari segi administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., sebagai Direktur Politeknik Negeri
Medan;
2. Bapak Idham Kamil, S.T.,M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing yang telah
banyak membantu penyusunan laporan Tugas Akhir ini;
3. Bapak Joni Indra, M.T., sebagai Kepala Program Studi Teknik Mesin
Politeknik Negeri Medan;
4. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin politeknik Negeri Medan;
5. Teristimewa dan terutama untuk Ayah, Ibu, dan Adik serta seluruh
keluarga saya yang selama ini telah banyak memberi dukungan yang tak
ternilai sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai;
6. Rekan-rekan satu kelompok penulis, Abrianto Orlando Nainggolan (ME 6F), Christian hadinata Tarigan (ME - 6F), Muhammad Sakti (ME - 6H),
Nelson Pasaribu (ME – 6H )Robby Nando Sitompul (ME - 6H);
7. Rekan-rekan sekelas ME - 6H, ME – 6F
mahasiswa terkait;
8. Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri medan.
v
dan semua teman-teman
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis menyadari bahwa
laporan ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu saran ataupun kritik
yang bersifat membangun sangat diharapkan oleh penulis. Dan pada
akhirnya harapan penulis laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri
dan pembaca sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan.
Medan, 18 Agustus 2015
Penulis
1. Abrianto Orlando Nainggolan Nim : 1205012112 (
)
2. Christian Hadinata Tarigan
Nim : 1205012133 (
)
3. Muhammad Sakti
Nim : 1205012192 (
)
4. Nelson Pasaribu
Nim : 1205012199 (
)
5. Robby NS Sitompul
Nim : 1205012206 (
)
vi
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................................
ii
LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
iv
KATA PENGANTAR .................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
INTISARI ....................................................................................................
x
ABSTRACT ................................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN............................................................................
1
1.1.Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2. PerumusanMasalah .......................................................................
2
1.3.Tujuan ............................................................................................
2
1.3.1. TujuanUmum ..........................................................................
2
1.3.2.TujuanKhusus ..........................................................................
2
1.4.Manfaat ..........................................................................................
3
1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................
3
BAB 2 LANDASAN TEORITIS ................................................................
5
2.1. Mikrocontroller .............................................................................
5
2.1.1.Arsitektur Mikrocontroller AVR AT Mega 8535 ....................
5
2.2.Motor DC .......................................................................................
6
2.2.1. Komponen Motor DC .............................................................
7
2.2.2. Jenis Jenis Motor DC ..............................................................
8
2.3. Baterai ..........................................................................................
10
2.3.1. Jenis Jenis Baterai ..................................................................
10
2.4. Sel Surya ………………………………………………………...
12
vii
2.4.1. Struktur Sel Surya ..................................................................
13
2.4.2. Prinsip Kerja Sel Surya ..........................................................
14
2.5. Elemen Daya ................................................................................
15
2.5.1. Transistor ...............................................................................
15
2.5.1.1.Prinsip Kerja Transistor ...................................................
16
2.5.1.2.Jenis Jenis Transistor .......................................................
17
2.5.2. Rellay .....................................................................................
19
2.5.2.1. Prinsip Kerja Rellay .........................................................
20
2.5.2.2. Jenis Jenis Rellay .............................................................
21
BAB 3 METODE RANCANG BANGUN .................................................
21
3.1. Tempat dan Waktu ........................................................................
21
3.2. Bahan Pealatan dan Metode..........................................................
21
3.2.1. Bahan .....................................................................................
21
3.2.2.Peralatan..................................................................................
21
3.2.3. Metode ...................................................................................
22
3.3. Diagram Alir Perancangan Mesin.................................................
23
3.4. Pelaksanaan Tugas Akhir.............................................................
24
3.5. Jadwal Kegiatan Rancang Bangun ..............................................
25
BAB 4 PEMBAHASAN .............................................................................
26
4.1.PerancanganDaya Motor Penggerak
dan Komponen mesin .................................................................
26
4.1.1. Perancangan Daya Motor.....................................................
26
4.1.1.1 Perancangan Daya Motor Penggerak
( Maju, Mundur, Kiri, Kanan ) ..........................................
27
4.1.1.2. Perancangan Daya Motor Cutter
( Pemotong Rumput ).........................................................
30
4.1.1.3. Perancangan Daya Motor Pengayun ………………..
31
viii
4.1.2. Perancangan Baterai dan Sel Surya ………………..………..
32
4.1.2.1 Perancangan Baterai …………………………………
32
4.1.2.2.Perancangan Sel Surya .................................................
33
4.1.3. Perancangan Transmisi Daya ............................................
33
4.1.3.1. Perancagan Sproket .....................................................
34
4.1.3.2. Perancangan Rantai ………………………………….
35
4.1.4.Perancangan Sabuk ( Belt) ................................................
36
4.1.4.1. Perancang Belt ……………………………………….
37
4.1.5. Pemilihan Bantalan ........................................................
37
4.2. Perancangan Sitem Pengendali .......................................................
38
4.2.1. Bagian Pemancar atau Penggirim Perintah.......................
38
4.2.2. Bagian Penerima Perintah ................................................
39
4.2.3. Prinsip Kerja Rangkaian Pengendali ................................
40
4.3. Perawatan dan Perbaikan ...............................................................
40
4.3.1. Perawatan ………………………………………………..
40
4.3.1. Perawatan Bagian Utama Mesin ......................................
41
4.3.2. Perbaikan .........................................................................
43
4.4. Tabel Perawatan dan Perbaikan ………………………………….
44
BAB 5 PENUTUP ………………………………………………………….
45
5.1. Kesimpulan .........................................................................
45
5.2. Saran ..................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
ix
Rancang Bangun Mesin Pemotong Rumput
dengan Pengendali Jarak Jauh
INTISARI
Mesin Pemotong rumput ini merupakan suatu inovasi yang menggunakan
pengendali jarak jauh untuk mengontrol gerakan mesin sehingga proses
pemotonggan rumput menjadi lebih praktis. Selama ini proses pembuatan
pemotong rumput ini ada di masyarakat masih menggunakan cara tradisional yaitu
dengan menggunakan mesin pemotong secara manual. Proses pemotong rumput
dengan cara manual ini memakan waktu yang lebih lama dan membutuhkan
tenaga yang banyak, maka dibuat mesin pemotong rumput dengan pengendali
jarak jauh dengan tujuan meningkatkan efisiensi waktu dan tenaga. Pada mesin
pemotong rumput ini daya motor DC yang digunakan sebagai penggerak mesin
ditransmisikan menggunakan rol dan sproket dan motor DC sebagai penghasil
daya juga memamfaatkan energi panas matahari sebagai sumber energi listrik
yang dikonversikan menggunakan sel surya sebagai penghasil daya penggerak
motor DC tersebut. Selanjutnya Sistem pengontrol menggunakan microcontroller
AT Mega 8535 dimana bagian pemancar mengirim sebuah perintah dari user
melalui gelombang radio ASK sehingga perintah tersebut dapat digunakan untuk
menggerakkan motor motor. Sinyal yang dikirim akan diterima oleh bagian
penerima perintah yaitu melalui sebuah penerima gelombang radio ASK atau
Receicer serial yang kemudian dimodulasi dan disesuaikan pada input serial
microcontroller sekaligus gerak motor diperintah oleh kontroller dan diperkuat
oleh rangkaian penguat untuk menjalankan motor, sehingga output sistem
bergantung pada perintah yang diberikan oleh kontroller. Pengerak pada bagian
pemotong rumput menggunakan motor DC tipe magnet permanen dimana torsi
dari motor langsung di transmisikan ke pemotong dengan menggunakan poros.
Dari perencanaan diperoleh mesin pemotong rumput dengan Daya input total 42,8
watt. Pada percobaan mesin yang dilakukan diperoleh hasil pemotongan rumput
yang sesuai dengan rancangan.
Kata kunci : mesin pemotong, microcontroller, motor DC, dan sel surya
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Microcontroller AT Mega .……………………………….……
5
Gambar 2.2. Bagian-bagian Motor DC .……..................................................
8
Gambar 2.3. Modul Sel Surya ...……….…………………………………….
12
Gambar 2.4. Junction antara semikonduktor tipe-p ....…………………..
15
Gambar 2.5. Cara Kerja Sel Surya ..………………………………………….
15
Gambar 2.6. Symbol dan gambar transistor type UJT ……………………….
17
Gambar 2.7. Symbol dan gambar transistor type FET ….……………………
18
Gambar 2.8. Symbol dan gambar transistor type MOSFET ………………... 19
Gambar 2.9. Relay yang banyak di pasaran ..…………………………………
20
Gambar 2.10. Skema relay elektromekanik ………………………………….. 20
Gambar 3.1. Diagram alir perancangan mesin pemotong rumput ……………
24
Gambar 3.2. Diagram alir pelaksanaan tugas akhir ………………………….. 25
Gambar 4.1. Skema gerak mesin …………………………………………….. 28
Gambar 4.2. Motor penggerak (maju, mundur, kiri, kanan ………………….. 30
Gambar 4.3. Motor Cutter ……………………………………………………. 32
Gambar 4.4. Perancangan baterai …………………………………………….. 33
Gambar 4.5. Sel surya ………………………………………………………… 34
Gambar 4.6. Rantai dan Sproket ……………………………………………… 36
Gambar 4.7. Rangkaian pully dan belt pada mesin ………………………….... 40
Gambar 4.8. Diagram blok bagian pemancar sinyal . ......................................... 41
Gambar 4.9. Diagram blok bagian penerima perintah ........................................ 42
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar Rangkaian Penerima
Lampiran 2. Gambar Rangkaian Pengendali
Lampiran 3. Pemograman Mesin
Lampiran 4. Tabel Tegangan Izin Bahan
Lampiran 5. Tabel Bantalan (bearing)
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pemotongan rumput merupakan salah satu kegiatan umum yang dilakukan,
baik pada tingkat rumahan ataupun pada industri seperti pada pemotongan rumput
pada lapangan golf. Proses pemotongan rumput secara konvensional biasanya
hanya menggunakan pisau ataupun sabit untuk melakukan pemotongan. Seiring
dengan perkembangan jaman maka diadakan pembaharuan dalam proses
pemotongan rumput yaitu dengan menggunakan mesin pemotong rumput yang
memamfaatkan motor sebagai penggerak mata pisau.
Walaupun pembaharuan tersebut sudah ada, maka masih merasa perlu
adanya inovasi dalam proses pemotongan rumput. Hal ini dikarenakan dalam
pemotongan
rumput
yang
menggunakan
mesin
konvensional
masih
memamfaatkan sumber energi bahan bakar fosil untuk menggerakan motor bakar
yang menjadi sumber daya untuk menggerakan mata pisau. Selain itu pada mesin
pemotongan rumput konvensional masi diperlukan adanya operator yang bekerja
secara langsung untuk menggoperasikan mesin tersebut. Untuk itu perlu adanya
inovasi baru dalam proses pemotongan rumput.
Inovasi baru yang ingin diterapkan dalam pembahuruan dalam cara
pemotongan rumput adalah dengan menerapkan ilmu Mekatronika dalam
perancangan mesin ini. Ilmu Mekatronika itu sendiri merupakan salah satu cabang
ilmu pengetahuan yang mempelajari perpaduan antara Ilmu Mekanik sebagai ilmu
yang membahas perindahan energi secara mekanik dan Ilmu Elektronika sebagai
Ilmu yang membahas bagaimana cara untuk memindahkan energi mekanik
tersebut.
Dengan dilandasi pada latar belakang di atas dengan ingin melakukan
suatu usaha untuk membuat suatu rancang bangun mesin pemotong rumput , yang
dilengkapi dengan sistem pengendali jarak jauh dan menggunakan sel surya
sebagai sumber energi alternatif sebagai penggerak motor. Dengan demikian
diharapkan mesin ini akan dapat menjawab kebutuhan permasalahan di atas.
1
1.2. Perumusan Masalah
Mesin pemotong rumput yang hendak dirancang adalah mesin pemotong
rumput
yang
mengunakan
motor
dc
sebagai
penghasil
daya
dan
memamftaatkan energi panas matahari yang akan dikonversikan menjadi
energi listrik menggunakan sel surya sebagai sumber daya penggerak untuk
motor dc tersebut, Selain itu untuk menggontrol gerakan maju mundur dan
sebagainya dengan menggunakan sistem penggontrol yang menggunakan
processor AT Mega 8535 sebagai pengontrol sinyal untuk menggontrol
gerakan mesin.
Dengan adanya pembahuruan pada sumber daya untuk penggerak mesin
ditambah dengan adanya sistem penggendali jarak jauh yang digunakan pada
rancangan mesin ini diharapkan akan mempermudah dan memperhemat dalam
hal pemotongan rumput.
1.3.
Tujuan
1.3.1. Tujuan umum
Tujuan umum dari pembahasan ini adalah untuk rancang bangun mesin
pemotong rumput dengan pengendali jarak jauh, dan menggunakan baterai dan sel
surya sesuai dengan yang direncanakan.
1.3.2. Tujuan khusus
Tujuan khusus dari rancang bangun ini adalah:
1. Mampu melakukan perhitungan dan menentukan daya motor
penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin.
2. Mampu
melakukan
perhitungan
dan
menentukan
komponen-
komponen pada perangkat mesin
3. Mampu merencanakan sumber daya sebagai penggerak mesin.
4. Mampu merancang dan membuat komponen sistem penggendali pada
mesin yang akan dirancang
5. Mampu melakukan langkah proses pembuatan mesin
6. Mampu melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan,
perawatan dan perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi
yang diterima.
2
1.4. Manfaat
Manfaat dari rancang bangun mesin pemotong rumput dengan pendali jarak
jauh yaitu:
1. Untuk memperoleh wawasan dan pengetahuan serta penerapan ilmu
pengetahuan diperkuliahan;
2. Memberikan inovasi dan teknologi pengendali jarak jauh pada mesin
pemotong rumput.
3. Sumber pengetahuan, referensi dan masukan kepada para pembaca yang
ingin membuat produk yang sama.
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah serta memperoleh cara yang lebih sistematis maka
dengan demikian tugas akhir ini disusun tahapan-tahapan sebagai berikut:
1. Bagian Awal memuat: sampul depan,
lembaran judul,
lembaran
persetujuan, lembaran spesifikasi tugas akhir, lembaran pengesahan, dan
lembaran asistensi tugas akhir.
2. Pada Bab I, Pendahuluan isinya membahas tentang latar belakang
perencanaan dari pembahasasan, sesuai dengan perkembangan teknologi
saat ini. Dalam bab ini di jelaskan tentang perumusan masalah, tujuan dan
manfaat , serta sistematika .
3. Pada Bab II, Landasan Teori, isinya membahas tentang teori-teori yang
berhubungan dengan pembahasan dan rancang bangun, yang diperoleh
dari berbagai referensi yang dijadikan landasan untuk melakukan
pembahasan.
4. Pada Bab III, Metode Rancang Bangun, membahas tentang tempat dan
waktu dilakukannya penyelesaian tugas, dibahas pula tentang bahan,
peralatan, serta metode. Pada bab ini dijelaskan pula pelaksanaan rancang
bangun, dan kemudian akhir dari tugas ini adalah kegiatan rancang
bangun.
5. Pada Bab IV,
Pembahasan, menjelaskan tentang pembahasan sesuai
dengan apa yang dituliskan pada tujuan antara lain: mampu melakukan
3
perhitungan dan menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan
untuk menggerakkan perangkat mesin; mampu melakukan perhitungan
dan menentukan komponen-komponen pada perangkat mesin, mampu
melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan, perawatan dan
perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi yang diterima .
6. Pada Bab V, Kesimpulan dan Saran sebagai akhir dari penulisan berisikan
kesimpulan dari hasil tulisan tugas akhir yang merupakan jawaban dari
tujuan perencanaan dan saran yang diberikan.
7. Daftar Pustaka, merupakan daftar referensi yang menjadi studi literatur
untuk mendasari isi tugas akhir ini.
8. Pada akhir tulisan ini ditempatkan beberapa lampiran yang dapat
membantu data serta keterangan pendukung dari tulisan ini.
4