ABSTRAK RANCANG DAN BANGUN ALAT PERAGA SISTEM KENDALI LEVEL AIR DENGAN MEMANFAATKAN SIFAT KONDUKTIVITAS AIR DAN MICROCONTROLLER

Transkripsi

1

2

3

4 ABSTRAK Elroy N. S. ( ) RANCANG DAN BANGUN ALAT PERAGA SISTEM KENDALI LEVEL AIR DENGAN MEMANFAATKAN SIFAT KONDUKTIVITAS AIR DAN MICROCONTROLLER (xv+110 halaman, 4 tabel, 23 gambar, 3 lampiran) Kebanyakan rumah tangga menggunakan pelampung sebagai metode pengendalian level air. Pelampung ini akan tenggelam saat air di tangki penampungan air berkurang, pelampung akan turun dan akan naik saat air di tangki terisi. Tetapi, sistem pelampung ini mudah rusak; pelampung mungkin bocor, batang penahan pelampung mungkin patah atau kendur sehingga tidak dapat mengendalikan level air. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan membangun suatu alat peraga sistem kontrol level air dengan menggunakan sifat konduktivitas air dan mikrokontroler yang dapat mengatasi kelemahan dari metode mekanis. Sistem yang diajukan akan menggunakan tiga kabel yang berfungsi sebagai sensor; satu akan diletakkan pada posisi penuh dan dua lainnya akan diletakkan pada posisi kosong. Saat tangki diisi sampai air mencapai posisi penuh, mikrokontroler akan mematikan pompa. Kemudian air akan dikeluarkan sampai mencapai batas kosong. Saat air dalam tangki dipakai sampai posisi kosong, mikrokontroler akan menghidupkan pompa untuk mengisi ulang tangki sampai batas penuh. Laporan ini membahas materi-materi yang diperlukan, cara pembuatan, dan perubahan sistem dari awal hingga selesai. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, sistem ini memiliki kelebihan dapat digunakan untuk beberapa jenis air dan waktu pengisian yang singkat. Kekurangan dalam hal lamanya waktu pembuangan air dan volume efektif yang tidak sebesar harapan. Referensi: 29 ( ) Kata kunci: konduktivitas, level air, mikrokontroller v

5 ABSTRACT Elroy N. S. ( ) DESIGNING AND BUILDING A WATER LEVEL CONTROL DISPLAY BY IMPLEMENTING WATER CONDUCTIVITY AND MICROCONTROLLER (xv+110 pages, 4 tables, 23 figures, 3 appendices) Most household use buoys as water level controllers that will sink as water decreases in the water storage tank is used and rise as the pump refills the water storage tank. However, buoys system is easily damaged; the buoy might be punctured, the bar holding the buoy might also break or get loose which will not control the water level. The purpose of this research is to design and build a water level control system display by employing water conductivity and microcontroller which is able to overcome the disadvantages of the mechanical system. The proposed system will use a set of three wires which will function as sensors; one will be put at a position named full, and two other wires will be put at a position named empty. As water fills the tank to the full position, the microcontroller will shut off the pump then drain the water to the empty position. Then after the water level reaches empty, the microcontroller will turn the pump on to fill the tank to full position. This report discusses the materials needed, the way of development, and the changes from the initial system to the final system. Based on the research conducted, the advantages of this system are it can use water from multiple sources and has low filling time. The disadvantages are that it takes too long to drain and its effective volume is smaller than expected. Reference: 29 ( ) Keywords: conductivity, water level, microcontroller vi

6 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat, bimbingan, dan rahmat yang diberikan-nya memungkinkan penulis menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul RANCANG DAN BANGUN ALAT PERAGA SISTEM KENDALI LEVEL AIR DENGAN MEMANFAATKAN SIFAT KONDUKTIVITAS AIR DAN MICROCONTROLLERtepat pada waktunya. Penulisan laporan Tugas Akhir ini, tidak lepas dari dukungan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan kali ini, penulis ingin mengucapkan terima kepada: 1. Bpk. Herman Y. Kanalebe, Ph.D selaku dekan dari fakultas Teknologi Industri dan Bpk. Laurence, MT selaku ketua jurusan Teknik Industri yang memberikan dukungan dan bimbingan dalam penelitian ini, 2. Bpk. Dr.Ing-Anthony Riman dan Bpk. Eric Jobiliong, Ph.D selaku pembimbing yang memberikan banyak bantuan, saran, dan dukungan dalam penelitian ini, 3. Ibu Helena J. Kristina, MT dan Bpk. Enda D. Layuk Allo, M.Sc selaku penguji yang memberikan banyak masukan dan saran yang membantu menyempurnakan laporan penelitian, 4. Bpk. Endro Wednes Kuantama, MT. dan Saudara Andrew Hans Bernard, ST. yang memberikan bantuan dan bimbingan dalam pembuatan rangkaian elektronik dan logika penelitian, 5. Orang tua penulis yang memberikan dukungan materi dan mental, serta menyediakan berbagai kebutuhan yang vital selama penelitian berlangsung, 6. Saudara, teman-teman, dan rekan-rekan mahasiswa lain yang turut membantu dalam pembuatan laporan ini, baik secara langsung maupun tidak. Penulis berharap karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat mengilhami perkembangan pada teknologi pengendalian level air. Mengingat vii

7 karya tulis ini jauh dari sempurna, setiap kritik dan saran yang diberikan akan membantu menyempurnakan karya tulis ini. Karawaci, 29Desember 2011 Penulis viii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING PERSETUJUAN TIM DOSEN PEMBIMBING ABSTRAKSI... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR RUMUS... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang PokokPermasalahan PembatasanMasalah TujuanPenelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sifat konduktivitas air Cara kerja solenoid valve Cara kerja pompa air Prinsip Bernoulli Mikrokontroller Relay Cara kerja power supply unit Langkah-langkah dalam merancang dan mengembangkan suatu produk BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Penelitian Pendahuluan ix

9 3.2 Tinjauan Pustaka Pemilihan Topik Identifikasi Masalah Penentuan Tujuan Pembuatan dan Analisis Desain Pembuatan Alat Peraga Uji Coba Alat Peraga dan Pengambilan Data Pengolahan Data Analisis Data Kesimpulan dan Saran BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Customer requirement Conceptual design Bill of Material Gambar susunan alat peraga Wiring diagram Programsistem Data Observasi Data kinerja alat Data hambatan air BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN 5.1 Pembahasan cara kerja alat Perbedaan sistem awal dengan sistem akhir Analisis hasil perbandingan sistem dengan requirement Analisis sistem...56 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA...67 LAMPIRAN x

10 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel Bill of material Tabel 4.2 Tabel data kinerja alat Tabel 4.3 Tabel hambatan air dari berbagai sumber Tabel 4.4 Tabel lengkap data air Tabel 5.1 Tabel rangkuman perbandingan hasil pengamatan dengan kriteria xi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar simbol solenoid valve 2/2 way, normally closed... 7 Gambar 2.2 Gambar pilot controlled solenoid valve... 7 Gambar 2.3 Gambar arah aliran air dan komponen pompa radial... 9 Gambar 2.4 Gambar pipa untuk menjelaskan prinsip Bernoulli Gambar 2.5 Gambar potongan melintang dari pompa sentrifugal Gambar 2.6 Skema relay dalam kondisi off Gambar 2.7 Skema relay dalam kondisi on Gambar 3.1 Gambar diagram alir pembuatan alat peraga Gambar 4.1 Gambar pembagian sub-fungsi alat peraga Gambar 4.2Gambar CAD alat peraga tampak depan Gambar 4.3 Gambar CAD alat peraga tampak atas Gambar 4.4Gambar wiring diagram Gambar 4.5 Gambar flowchart program sistem Gambar 5.1 Gambar kondisi Gambar 5.2 Gambar solenoid valve 'isi terbuka dan mengisi tangki Gambar 5.3 Gambar kondisi Gambar 5.4 Gambar kondisi Gambar 5.5 Gambar kondisi Gambar 5.6 Gambar desain awal, tampak depan Gambar 5.7 Gambar desain perbaikan 1, tampak depan Gambar 5.8 Gambar desain perbaikan 2, tampak depan Gambar 5.9 Gambar setting sambungan socket Gambar 5.10 Gambar sistem perbaikan 3, tampak depan xii

12 Gambar 5.11 Gambar perbandingan sambungan baru (kiri) dengan sambungan lama (kanan) xiii

13 DAFTAR RUMUS Persamaan 2.1 Persamaan perhitungan ph... 4 Persamaan 2.2 Persamaan perhitungan konduktivitas air pada suhu tertentu... 5 Persamaan 2.3 Persamaan perhitungan resistivitas... 5 Persamaan 2.4 Persamaan perhitungan konduktivitas... 6 Persamaan 2.5 Persamaan perhitungan head pompa... 9 Persamaan 2.6 Persamaan perhitungan impeller peripheral velocity Persamaan 2.7 Persamaan prinsip Bernoulli Persamaan 4.1 Persamaan perhitungan hambatan xiv

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Bill of Material lengkap dengan gambar Lampiran 2 Gambar susunan lengkap Lampiran 3 Program list sistem xv