Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pembuat Lem Kayu dengan Pengaturan Suhu dan Kecepatan Putar Pengaduk

Pembuat Lem Kayu Dengan Pengaturan Suhu Dan Kecepatan Putar Pengaduk

Oleh
Wikan Dyah Palupi
NIM: 612009028

Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga

Januari 2016

i

ii

INTISARI


Lem kayu merupakan salah satu barang yang banyak digunakan dalam segala
keperluan baik keperluan kantor atau rumah tangga sebagai alat perekat. Dalam proses
pembuatan lem kayu, terjadi perubahan tekstur adonan lem dari cair menjadi kental yang
siap dipasarkan. Pada industri pembuat lem kayu, ditemukan kendala dimana saat tekstur
lem berubah maka kecepatan motor juga ikut berubah. Untuk mengatasi kendala ini, maka
diperlukan sebuah alat yang dapat menstabilkan kecepatan motor saat tekstur lem berubah.
Pada skripsi ini, dibuat sebuah alat pembuat lem kayu yang dapat menstabilkan
kecepatan motor menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali kecepatan. Alat ini
memiliki dimensi 30 cm x 25 cm x 45 cm dengan rotary encoder sebagai sensor pembaca
kecepatan, kompor gas sebagai pemanas, dan thermocouple sebagai sensor pembaca suhu.
Suhu yang dibutuhkan untuk memanaskan lem kayu adalah 60 °C - 70 °C.
Dari hasil percobaan, alat ini dapat membuat lem kayu dengan volume 20 liter dan
berat 34 kg dan didapatkan nilai Rotary per Minute (RPM) yang konstan sesuai dengan
nilai masukan awal pada keypad dengan akurasi sebesar ±5%. Penggunaan suhu konstan
60 °C - 70 °C selama 45 menit menghasilkan ralat rata-rata sebesar 0,36 °C. Pembuatan
lem kayu dengan alat ini membutuhkan biaya Rp 44.081,00.
Kata kunci: rotary encoder, RPM, thermocouple, lem kayu.

i


ABSTRACT

Wood glue is one item that is widely used in all purpose whether for office or
household as an adhesive tool. In a process of making wood glue, there is process that can
change the texture of the dough glue from liquid texture becomes thin texture that ready to
be marketed. In the industries of glue maker, it is found an issue when the texture of glue
changes then the speed of the motor also changes. To overcome this issue, we need a
device that can make the speed of the motor in constant condition when the texture of glue
changes.
In this final project, it is created wood glue maker device that can make the speed
of the motor in constant condition using microcontroller as speed controller. This device
has dimension 30 cm x 25 cm x 45 cm with using rotary encoder as speed reader censor,
gas stove as heater, and thermocouple as temperature reader censor. The temperature that
is needed to heat the wood glue is around 60 °C - 70 °C.
The result of this experiment, this device can make wood glue with volume 20
liters and weight 34 kilograms and obtained constant Rotary per Minute (RPM) value same
as input value from the keypad with accuration ±5%. Using constant temperature around
60 °C - 70 °C about 45 minutes results average misprint as 0.36 °C. Making wood glue
using this device needs cost about Rp 44.081,00.

Key word : rotary encoder, RPM, thermocouple, wood glue.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus sumber segala
kehidupan atas segala berkat kebaikan dan kasih yang senantiasa penulis terima dalam
menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan
studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai
pihak yang baik secara langsung maupun tidak, yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini :
1. Bapak Tri Priatmodjo dan Ibu Nuswardani Idhayanti orang tua yang luar biasa
yang tiada ganti dimana pun kapan pun, yang selalu memberi dorongan baik
semangat kasih sayang dan materiil. Terima kasih sudah menjadi satu bagian
dihidup wikan. Mas Edo the one and only my brother, semangat!!
2. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M.T. dan Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku
pembimbing, terima kasih atas kesabaran, bimbingan, pengarahan, solusi,
nasehat, dukungan, jawaban atas semua pertanyaan dan semua masukan yang

tidak dapat disebutkan selama mengerjakan skripsi ini.
3. Keluarga besar Soepangat yang sayang banget dan selalu memberi dukungan
dalam bentuk apapun. Kalian selalu dan akan tetap dihati. Keluarga besar Saidi.
Mbak santy yang selalu menjadi tempat sampah disaat galau merana. God Bless!!
4. Teman-teman FTEK angkatan 2009, Ardhit, Ivan, Daniel, Agung, Gigih, Angga,
Aksa, yang selalu hidup bersama selama pengerjaan di lab. Anel dan Yuli yang
berjuang bersama dari awal penembungan skripsi. Astu yang menggembleng dari
awal dan menjadi teman aronawa kombe disaat penat. Vita yang tidak bosan
menjadi tempat curhat. Vinlux dan Anne yang sudah menjadi teman gandeng di
akhir masa skripsi. Ciwi2 Enjel, Mbak Cik, Kristi, Nisa, Tiara, Rani . Dan 2009
yang lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu2. Kalian Bukan Teman
Melainkan Keluarga !!!
5. Adek2 angkatan, Sekar Log*k you’re my best partner in crime!! Adit teman
gojeg sepanjang masa, Bintang, Yudha, Daniel Pepeb, Simon, Tiras, Gde,
Choliq, Grace, Ruth, kalian luar biasa. Mas2 angkatan Face, Jembling, mas Iyus,

iii

Demas, Mas Kumis, dan masih banyak banget, pokoknya You’re the best I’ve
ever had !!!

6. Mas DK, Mas Daniel, Mas Wawa, Januar jamed yang sudah membuat skripsi ini
dari nul sampai menjadi barang jadi. Entah apa yang harus penulis katakan, yang
jelas kalian dewa!!
7. Keluarga besar JCC, terimakasih untuk keluarga yang indah dalam Kristus. Dan
orang2 didalamnya yang sudah menjadi bagian indah. Plex, Tyo, Dinda, Wid you
rock!!
8. Teman2 kos kemiri echa, rumi, cici, madu, lani, ima, grace. Love you.
9. Dosen-dosen pengajar, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita dan
Mbak Yola terimakasih atas bantuannya dan kemesraannya.
10. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah turut andil
dalam proses pengerjaan skripsi ini.
11. Keluarga Besar FTJE... Sampai Tua Tua FTJE JAYA!!!!!
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga
skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Oktober 2015

Penulis


iv

DAFTAR ISI
INTISARI ..............................................................................................

i

ABSTRACT..........................................................................................................

ii

KATA PENGANTAR ..........................................................................................

iii

DAFTAR ISI.........................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................


viii

DAFTAR TABEL.................................................................................................

x

DAFTAR ISTILAH ..............................................................................................

xi

BAB I

PENDAHULUAN .............................................................................

1

1.1. Tujuan .........................................................................................

1


1.2. Latar Belakang Permasalahan .....................................................

1

1.3. Spesifikasi Alat ...........................................................................

2

1.4. Sistematika Penulisan .................................................................

3

LANDASAN TEORI .........................................................................

4

2.1. Tinjauan Pustaka .........................................................................

4


2.2. Motor AC ....................................................................................

4

2.3. Solid State Relay .........................................................................

5

2.4. Rotary Encoder ..........................................................................

6

2.5. Keypad ........................................................................................

7

2.6. LCD (Liquid Crystal Display) ....................................................

8


2.7. Motor Servo DC ..........................................................................

9

2.8. Kompor dan Gas .........................................................................

10

BAB II

v

BAB III

BAB IV

2.9. Katup ...........................................................................................

10


2.10. Thermocouple ...........................................................................

11

2.11. Arduino Uno .............................................................................

12

2.12. Arduino Mega ...........................................................................

13

PERANCANGAN ALAT ..................................................................

16

3.1. Gambaran Sistem ........................................................................

16

3.2. Gambaran Kerja Alat ..................................................................

17

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ....................................................

18

3.4. Perancangan Perangkat Keras .....................................................

19

3.4.1. Modul Pengontrol Kecepatan Motor .......................

19

3.4.2. Modul Pengatur Pemanas ........................................

24

PENGUJIAN DAN ANALISA .........................................................

29

4.1. Pengujian Modul Pengatur Kecepatan Motor .............................

29

4.2. Pengujian Modul Pengatur Pemanas ..........................................

31

4.2.1. Pemantik Kompor....................................................

33

4.2.2. Katup Gas ................................................................

34

4.3. Pengujian Hasil Lem dan Perhitungan Biaya Pembuatan ...........

35

vi

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN..........................................................

40

5.1. Kesimpulan .................................................................................

40

5.2. Saran Pengembangan ..................................................................

40

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................

41

LAMPIRAN .........................................................................................................

42

LAMPIRAN A (DATASHEET) .......................................................

42

LAMPIRAN B (CARA PENGGUNAAN) ......................................

44

vii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Motor AC ...........................................................................................

5

Gambar 2.2. SSR Relay ...........................................................................................

5

Gambar 2.3. Bagan Rotary Encoder .......................................................................

6

Gambar 2.4. Rangkaian Tipikal Penghasil Pulsa Pada Rotary Encoder .................

7

Gambar 2.5. Kontruksi Keypad Untuk Mikrokontroler ..........................................

7

Gambar 2.6. Bentuk Fisik Keypad 4x4 ...................................................................

8

Gambar 2.7. Bentuk Fisik LCD 16x2 .....................................................................

9

Gambar 2.8. Bagian-Bagian Motor Servo DC. .......................................................

9

Gambar 2.9. Bentuk Fisik Dari Kompor .................................................................

10

Gambar 2.10. Bentuk Fisik Tabung Gas ...................................................................

10

Gambar 2.11. Katup Bola .........................................................................................

11

Gambar 2.12. Kontruksi Thermocouple ....................................................................

11

Gambar 2.13. Board Arduino Uno............................................................................

12

Gambar 2.14. Board Arduino Mega .........................................................................

14

Gambar 3.1. Blok Diagram .....................................................................................

16

Gambar 3.2. Diagram Alir ......................................................................................

18

Gambar 3.3. Rangkaian Modul Pengontrol Kecepatan Motor ................................

20

Gambar 3.4. Perbandingan Pulley Kipas Dengan Pulley Motor 1 : 101/4 ...............

22

Gambar 3.5. Rotary Encoder Pada Pulley Motor ...................................................

23

Gambar 3.6. Rangkaian Modul Pengatur Pemanas .................................................

25

Gambar 3.7. Kompor Gas Dan Tabung Gas yang Digunakan ................................

26

viii

Gambar 3.8. Kran dan Motor DC ...........................................................................

27

Gambar 4.1. Tampilan Nilai RPM Pada LCD ........................................................

29

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Nilai RPM Set Point dengan RPM Aktual ......

30

Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Pematik ........................

31

Gambar 4.4. Tampilan Suhu Pada LCD .................................................................

32

Gambar 4.5. Pengujian Katup Gas Menggunakan Kompresor ................................

34

Gambar 4.6. Pengujian Tekanan Pada Gas Elpiji Menggunakan Presure Gauge ...

35

Gambar 4.7. Lem Dilekatkan Pada Sepotong Kayu, Kiri : Hasil Lem Yang Dibuat
, Kanan : Lem Yang Dijual ................................................................

36

Gambar 4.8. Beban yang Dipakai Untuk Pengujian Lem. ......................................

36

Gambar 4.9. Kiri : Kayu yang direkatkan. Kanan : kayu yang dipasang beban. ....

37

Gambar 4.10. Pengujian lem selama 6 jam. ..............................................................

37

Gambar 4.11. Lem kayu yang dijual dipasaran. .......................................................

38

ix

DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Tabel Konfigurasi Arduino Mega ......................................................

21

Tabel 3.2. Range RPM aktual .............................................................................

23

Tabel 3.3. Tabel Konfigurasi LCD 16x2 Pada Arduino Mega ...........................

24

Tabel 3.4. Tabel Konfigurasi Pin Arduino Uno ..................................................

26

Tabel 3.5. Tabel Konfigurasi LCD 16x2 Pada Arduino Uno .............................

28

Tabel 4.1. Nilai RPM Set Point dan RPM Aktual ..............................................

30

Tabel 4.2. Hasil Perbandingan Suhu yang Dibaca oleh Thermometer dengan
Thermocouple. ...................................................................................

x

32

DAFTAR ISTILAH
A

Ampere

AC

Alternating Current

C

Celcius

DC

Direct Current

F

Fahrenheit

GND

Ground

HMI

Human Machine Interface

IC

Integrated Circuit

LED

Light-Emitting Diode

PVC

Polyvinyl Chloride

LCD

Liquid Crystal Display

PWM

Pulse Width Modulation

RPM

Rotary Per Minute

SCR

Silicon Control Rectifier

SSR

Solid State Relay

.V

Volt

xi