Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Mesin Las Dan Potong Kantong Plastik Berbasis Pneumatik Dengan Mikrokontroler T1 612007050 BAB II
BAB II
SISTEM MESIN LAS DAN POTONG KANTONG PLASTIK
BERBASIS PNEUMATIK DENGAN MIKROKONTROLER
Secara fisik, mesin terdiri dari bagian mekanik dan elektronik.
Bagian mekanik berfungsi untuk menarik plastik dari gulungan besar
masuk ke mesin kemudian masuk proses pengelasan plastik dan
pemotongan plastik. Sedangkan bagian elektronik yang terdiri dari
mikrokontroler, untai rangkaian, termokontrol dan sensor-sensor. Yang
berfungsi mengatur pergerakan bagian mekanik agar dapat mengelas dan
memotong plastik dengan tepat sesuai keinginan.
2.1.
Gambaran Mesin Las dan Potong Kantong Plastik Berbasis
Pneumatik dengan Mikrokontroler
Mesin ini terdiri dari bagian mekanik dan elektronik. Bagian
mekanik tediri dari 4 bagian, yang pertama rol dengan penggerak motor
stepper berfungsi untuk menarik plastik dari gulungan besar masuk ke
mesin, kemudian yang ke dua plastik akan masuk proses pengelasan
plastik dengan penggeraknya menggunakan sistem pneumatik, setelah itu
yang ke tiga plastik akan ditarik oleh rol depan dan plastik akan masuk ke
proses bagian ke empat yaitu pemotongan plastik.
Sedangkan bagian elektronik terdiri dari termokontrol yang
berfungsi untuk mengatur panas yang akan digunakan pada proses
pemotongan dan pengelasan.
4
Terdapat juga sensor yang akan difungsikan untuk menyalakan
buzzer jika terjadi plastik putus. Keseluruhan kerja sistem tersebut
dikendalikan oleh mikrokontroler.
Termokontrol
Gambar 2.1. Gambaran Keseluruhan Mesin Las dan Potong Kantong Plastik
Berbasis Pneumatik dengan Mikrokontroler
2.2.
Sistem Kerja Mesin Las dan Potong Kantong Plastik Berbasis
Pneumatik dengan Mikrokontroler
Bagian mekanik tersusun dari 4 bagian utama, yaitu bagian rol
belakang yang berfungsi menarik plastik dari gulungan besar (gulungan
plastik yang belum dilas dan dipotong) masuk ke dalam mesin, bagian
sistem pneumatik las plastik yang berfungsi untuk pengelasan plastik.
Bagian rol depan yang berfungsi menarik plastik yang telah dilas masuk ke
5
proses pemotongan plastik dan sistem pneumatik pemotongan plastik yang
berfungsi memotong plastik.
Gerak pada kedua rol plastik digerakkan oleh motor stepper.
Langkah (step) motor stepper tersebut kemudian diatur menggunakan
program yang diunduhkan pada mikrokontroler untuk mengatur panjang
plastik yang akan diproses. Begitu juga dengan sistem pneumatiknya yang
menggunakan solenoid valve dengan jenis 5/2 yang berfungsi untuk
menggerakkan aktuator (tabung pneumatik) naik dan turun pada proses
pengelasan dan pemotongan plastik yang juga diatur menggunakan
mikrontroler.
Penggerak pada proses pengelasan dan pemotongan dipilih
menggunakan sistem pneumatik yang memanfaatkan udara bertekanan
tinggi untuk menggerakkan benda. Adapun alat-alat pneumatik yang
digunakan pada skripsi ini terdiri dari :
2.2.1. Kompresor
Kompresor ini berfungsi untuk menghasilkan udara
bertekanan
tinggi
yang
nantinya
akan
digunakan
untuk
menggerakkan mekanik pada proses las dan proses potong.
2.2.2. Tabung Aktuator
Tabung aktuator dapat bekerja dengan udara bertekanan
tinggi yang dihasilkan kompresor untuk mendorong torak maju dan
mundur. Tabung aktuator tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Tabung Aktuator
6
2.2.3. Solenoid Valve 5/2 dengan Manual Reset
Alat ini berfungsi mengatur buka-tutup aliran udara di
dalam sistem pneumatik. Solenoid 5/2 adalah jenis solenoid dengan
5 port dan 2 position (keadaan). Dalam keadaan tidak ada arus
listrik, jalur aliran udara masuk ke aktuator tertutup. Ketika
solenoid mendapat arus listrik, jalur udara terbuka sehingga udara
akan masuk ke dalam tabung aktuator dan mendorong torak ke
bawah, kemudian jika tidak ada arus listrik maka mengakibatkan
tertutupnya aliran udara menuju tabung aktuator dan torak akan
kembali terdorong ke atas. Pada saat yang bersamaan sisa tekanan
udara di dalam tubing (di antara valve dan aktuator) dibuang
melalui exhaust from inlet port (sisa port yang tidak dipakai).
Gambar Solenoid valve 5/2 ditunjukkan pada Gambar 2.3 di
bawah ini.
Gambar 2.3. Solenoid Valve 5/2
Berikut keterangan gambar Solenoid Valve Pneumatik :
1.
2.
3.
4.
5.
Valve Body
Terminal masukan (Inlet Port)
Terminal keluaran (Outlet Port)
Manual Plunger
Terminal slot power suplai tegangan
7
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Kumparan gulungan (koil)
Spring
Plunger
Lubang jebakan udara (exhaust from Outlet Port)
Lubang Inlet Main
Lubang jebakan udara (exhaust from inlet Port)
Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port
Lubang plunger untuk Inlet Main
Lubang plunger untuk exhaust inlet Port
2.2.4. Air Filter Regulator
Alat ini berfungsi untuk menjaga tekanan udara sesuai
dengan yang ditentukan, selain itu juga sebagai penyaring udara
dari partikel debu yang masuk pada tabung kompresor dan
membuang uap air dari kompresor secara manual (manual drain).
Air Filter Regulator dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4. Air Filter Regulator
2.2.5 Sensor Opto Interrupter
Sensor Opto interrupter ini berfungsi untuk mendeteksi
apakah gulungan plastik terputus sebelum masuk pada saat proses
pemotongan plastik. Jika gulungan plastik terputus maka buzzer
8
akan berbunyi. Sensor Opto interrupter ini dapat dilihat pada
Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Sensor Opto Interrupter
Ketika terjadi kondisi seperti itu, sensor-sensor tersebut akan
memberikan sinyal pada mikrokontroler yang kemudian akan diolah
melalui program untuk menghentikan proses produksi. Buzzer digunakan
sebagai peringatan kepada operator jika terjadi mesin mati dikarenakan
plastik putus.
2.3.
Komponen Pembentuk Sistem
Untai pengendali dan mekanik penggerak adalah komponen utama dalam
sistem mesin las dan potong kantong plastik berbasis pneumatik dengan
mikrokontroler. Tetapi untuk menghubungkan kerja dari komponen utama
dibutuhkan komponen-komponen pendukung supaya kerja mesin mencapai hasil
sesuai dengan yang diinginkan pengguna.
9
Berikut ini daftar komponen yang akan digunakan sebagai penyusun mesin
yang akan dirancang :
1. Perangkat keras
a. Mekanik
Bagian ini terdiri dari 4 bagian meliputi mekanik rol belakang, mekanik
las plastik, mekanik rol depan dan mekanik pemotong plastik.
b. Elektronik
Mikrokontroler ATMEGA 32
Motor stepper
Driver motor
Sensor opto interrupter
Catu daya
2. Perangkat lunak
Program pada mikrokontroler untuk mengontrol kerja pada sistem
pneumatik, motor stepper, dan sensor opto interrupter agar dapat bekerja sesuai
dengan kebutuhan.
10
SISTEM MESIN LAS DAN POTONG KANTONG PLASTIK
BERBASIS PNEUMATIK DENGAN MIKROKONTROLER
Secara fisik, mesin terdiri dari bagian mekanik dan elektronik.
Bagian mekanik berfungsi untuk menarik plastik dari gulungan besar
masuk ke mesin kemudian masuk proses pengelasan plastik dan
pemotongan plastik. Sedangkan bagian elektronik yang terdiri dari
mikrokontroler, untai rangkaian, termokontrol dan sensor-sensor. Yang
berfungsi mengatur pergerakan bagian mekanik agar dapat mengelas dan
memotong plastik dengan tepat sesuai keinginan.
2.1.
Gambaran Mesin Las dan Potong Kantong Plastik Berbasis
Pneumatik dengan Mikrokontroler
Mesin ini terdiri dari bagian mekanik dan elektronik. Bagian
mekanik tediri dari 4 bagian, yang pertama rol dengan penggerak motor
stepper berfungsi untuk menarik plastik dari gulungan besar masuk ke
mesin, kemudian yang ke dua plastik akan masuk proses pengelasan
plastik dengan penggeraknya menggunakan sistem pneumatik, setelah itu
yang ke tiga plastik akan ditarik oleh rol depan dan plastik akan masuk ke
proses bagian ke empat yaitu pemotongan plastik.
Sedangkan bagian elektronik terdiri dari termokontrol yang
berfungsi untuk mengatur panas yang akan digunakan pada proses
pemotongan dan pengelasan.
4
Terdapat juga sensor yang akan difungsikan untuk menyalakan
buzzer jika terjadi plastik putus. Keseluruhan kerja sistem tersebut
dikendalikan oleh mikrokontroler.
Termokontrol
Gambar 2.1. Gambaran Keseluruhan Mesin Las dan Potong Kantong Plastik
Berbasis Pneumatik dengan Mikrokontroler
2.2.
Sistem Kerja Mesin Las dan Potong Kantong Plastik Berbasis
Pneumatik dengan Mikrokontroler
Bagian mekanik tersusun dari 4 bagian utama, yaitu bagian rol
belakang yang berfungsi menarik plastik dari gulungan besar (gulungan
plastik yang belum dilas dan dipotong) masuk ke dalam mesin, bagian
sistem pneumatik las plastik yang berfungsi untuk pengelasan plastik.
Bagian rol depan yang berfungsi menarik plastik yang telah dilas masuk ke
5
proses pemotongan plastik dan sistem pneumatik pemotongan plastik yang
berfungsi memotong plastik.
Gerak pada kedua rol plastik digerakkan oleh motor stepper.
Langkah (step) motor stepper tersebut kemudian diatur menggunakan
program yang diunduhkan pada mikrokontroler untuk mengatur panjang
plastik yang akan diproses. Begitu juga dengan sistem pneumatiknya yang
menggunakan solenoid valve dengan jenis 5/2 yang berfungsi untuk
menggerakkan aktuator (tabung pneumatik) naik dan turun pada proses
pengelasan dan pemotongan plastik yang juga diatur menggunakan
mikrontroler.
Penggerak pada proses pengelasan dan pemotongan dipilih
menggunakan sistem pneumatik yang memanfaatkan udara bertekanan
tinggi untuk menggerakkan benda. Adapun alat-alat pneumatik yang
digunakan pada skripsi ini terdiri dari :
2.2.1. Kompresor
Kompresor ini berfungsi untuk menghasilkan udara
bertekanan
tinggi
yang
nantinya
akan
digunakan
untuk
menggerakkan mekanik pada proses las dan proses potong.
2.2.2. Tabung Aktuator
Tabung aktuator dapat bekerja dengan udara bertekanan
tinggi yang dihasilkan kompresor untuk mendorong torak maju dan
mundur. Tabung aktuator tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Tabung Aktuator
6
2.2.3. Solenoid Valve 5/2 dengan Manual Reset
Alat ini berfungsi mengatur buka-tutup aliran udara di
dalam sistem pneumatik. Solenoid 5/2 adalah jenis solenoid dengan
5 port dan 2 position (keadaan). Dalam keadaan tidak ada arus
listrik, jalur aliran udara masuk ke aktuator tertutup. Ketika
solenoid mendapat arus listrik, jalur udara terbuka sehingga udara
akan masuk ke dalam tabung aktuator dan mendorong torak ke
bawah, kemudian jika tidak ada arus listrik maka mengakibatkan
tertutupnya aliran udara menuju tabung aktuator dan torak akan
kembali terdorong ke atas. Pada saat yang bersamaan sisa tekanan
udara di dalam tubing (di antara valve dan aktuator) dibuang
melalui exhaust from inlet port (sisa port yang tidak dipakai).
Gambar Solenoid valve 5/2 ditunjukkan pada Gambar 2.3 di
bawah ini.
Gambar 2.3. Solenoid Valve 5/2
Berikut keterangan gambar Solenoid Valve Pneumatik :
1.
2.
3.
4.
5.
Valve Body
Terminal masukan (Inlet Port)
Terminal keluaran (Outlet Port)
Manual Plunger
Terminal slot power suplai tegangan
7
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Kumparan gulungan (koil)
Spring
Plunger
Lubang jebakan udara (exhaust from Outlet Port)
Lubang Inlet Main
Lubang jebakan udara (exhaust from inlet Port)
Lubang plunger untuk exhaust Outlet Port
Lubang plunger untuk Inlet Main
Lubang plunger untuk exhaust inlet Port
2.2.4. Air Filter Regulator
Alat ini berfungsi untuk menjaga tekanan udara sesuai
dengan yang ditentukan, selain itu juga sebagai penyaring udara
dari partikel debu yang masuk pada tabung kompresor dan
membuang uap air dari kompresor secara manual (manual drain).
Air Filter Regulator dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4. Air Filter Regulator
2.2.5 Sensor Opto Interrupter
Sensor Opto interrupter ini berfungsi untuk mendeteksi
apakah gulungan plastik terputus sebelum masuk pada saat proses
pemotongan plastik. Jika gulungan plastik terputus maka buzzer
8
akan berbunyi. Sensor Opto interrupter ini dapat dilihat pada
Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Sensor Opto Interrupter
Ketika terjadi kondisi seperti itu, sensor-sensor tersebut akan
memberikan sinyal pada mikrokontroler yang kemudian akan diolah
melalui program untuk menghentikan proses produksi. Buzzer digunakan
sebagai peringatan kepada operator jika terjadi mesin mati dikarenakan
plastik putus.
2.3.
Komponen Pembentuk Sistem
Untai pengendali dan mekanik penggerak adalah komponen utama dalam
sistem mesin las dan potong kantong plastik berbasis pneumatik dengan
mikrokontroler. Tetapi untuk menghubungkan kerja dari komponen utama
dibutuhkan komponen-komponen pendukung supaya kerja mesin mencapai hasil
sesuai dengan yang diinginkan pengguna.
9
Berikut ini daftar komponen yang akan digunakan sebagai penyusun mesin
yang akan dirancang :
1. Perangkat keras
a. Mekanik
Bagian ini terdiri dari 4 bagian meliputi mekanik rol belakang, mekanik
las plastik, mekanik rol depan dan mekanik pemotong plastik.
b. Elektronik
Mikrokontroler ATMEGA 32
Motor stepper
Driver motor
Sensor opto interrupter
Catu daya
2. Perangkat lunak
Program pada mikrokontroler untuk mengontrol kerja pada sistem
pneumatik, motor stepper, dan sensor opto interrupter agar dapat bekerja sesuai
dengan kebutuhan.
10