LAPORAN SKRIPSI DESAIN AUTOMATIC LINE PLASTIC PACKING CAKE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 SAIFUL HUDA NIM DOSEN PEMBIMBING

Transkripsi

1 LAPORAN SKRIPSI DESAIN AUTOMATIC LINE PLASTIC PACKING CAKE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 SAIFUL HUDA NIM DOSEN PEMBIMBING IR, MASRUKI KABIB, M.T ROCHMAD WINARSO, S.T., M.T PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN (SI) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS 2017 i

2 ii

3 iii

4 PERNYATAAN KEASLIAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Saiful Huda NIM : Tempat & Tanggal Lahir : Jepara, 16 Juli 1995 Judul Skripsi : Desain Automatic Line Plastic Packing Cake Berbasis Mikrokontroler Atmega 328 Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan hasil perancangan, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini. Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi dengan cara penulisan referensi yang sesuai. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidak benaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus. Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari pihak manapun. Kudus, 20 Februari 2017 Yang memberi pernyataan, Materai 6000 Saiful Huda NIM iv

5 DESAIN AUTOMATIC LINE PLASTIC PACKING CAKE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 Nama Mahasiswa : Saiful Huda NIM : Pembimbing : 1. Ir, Masruki Kabib, MT 2. Rochmad Winarso, ST., MT ABSTRAK Pada proses pengamasan roti pada industri umumnya menggunakan proses manual dengan heater yang mengakibatkan kurang maksimalnya kualitas pengemasan dan dibutuhkan waktu yang kurang efisien yang bergantung pada tenaga manusia yang cendrung semakin berkurang ketika semakin banyak tenaga yang dikeluarkan yang dikarekan tidak berkelanjutan pada setiap tahapanya. Dengan adanya perancangan ini bertujuan agar dapat dilakukanya proses automatic packing cake dengan proses yang berkelanjutan serta tahapanya libih spesifik yang membuat kualitas dan kuantitas produk yang dikemas menjadi maksimal, menarik, sehingga membuat konsumen tertarik untuk membeli produk tersebut. Proses perancangan automatic line plastic packing cake ini menggunakan metode identifikasi masalah, studi literatur, analisa kebutuhan, konsep yang matang, proses perhitungan matematis yang valid, dan rangkaian sistem kendali yang otomatis. Hasil perancangan ini dengan kapasitas kemasan sebesar 21 unit/menit pada conveyor mengggunakan daya motor 0,24 hp, pada press menggunakan heater dengan daya 24 watt, dan penumatik dengan torak 16 mm, batang torak 6 mm, dan debit 2,4 liter/m 3, serta besar tekanan 1 bar. Kata kunci : Automatic Line, Conveyor, Heater i

6 DESIGN AUTOMATIC LINE PLASTIC PACAGING CAKE BASED MIKROKONTROLER ATMEGA 328 Nama Mahasiswa : Saiful Huda NIM : Pembimbing : 1. Ir, Masruki Kabib, MT 2. Rochmad Winarso, ST., MT ABSTRACT In a progress of bread packaging in majority of home industry uses manual heater which causes unmaximum packaging quality and needs inefficient time depending on human activity which will be after working for long time. Given this design aims to be process of automatic packing cake with an ongoing process and the stages of specific make the quality and quantity of the products are packed to maximum, attractive, thus making consumers interested in buying the product. The process of designing plastic automatic packing line this cake using the method of problem identification, literature studies, analysis of needs, a mature concept, the process of mathematical calculations are valid, and a series of automatic control systems. The result of this design with a packaging capacity of 21 units / min on a conveyor use 0.24 hp motor power, the press using a heater with 24 watts power, and penumatic with 16 mm piston, piston rod 6 mm, and the discharge of 2.4 liters / m 3, as well as great a pressure of 1 bar. Keyword : Automatic Line, Conveyor, Heater ii

7 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh. Segala puja dan puji syukur bagi Allah SWT dan Sholawat serta Salam tetap tercurah pada Nabi besar Muhammad SAW. Dengan Rahmat dan Ridho-Nya akhirnya penulisan laporan tugas akhir yang berjudul DESAIN AUTOMATIC LINE PLASTIC PACKING CAKE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328, dapat terselesaikan. Dalam proses penyelesaian laporan ini, banyak pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun secara tidak langsung, secara materi, moral, maupun scara spiritual. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih dan hormat yang sebesar-besarnya: 1. Keluarga besar penulis dirumah, ayahanda, ibunda tercinta terima kasih atas kesabaran juga kasih sayang serta do anya yang senantiasa mendukung penuh untuk kesuksesan penulis, baik moril, maupun materil. 2. Bapak Ir, Masruki Kabib, MT. selaku Dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktu, wacana, serta perhatian sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini. 3. Bapak Rochmad Winarso, ST., MT., selaku Dosen pembimbing II dan selaku Wakil Rektor bidang kemahasiswaan Universitas Muria Kudus. Terima kasih atas segala masukan serta memberikan dorongan dalam membimbing penulis selama penyusunan laporan ini. 4. Kepada seluruh Kaprogdi dan dosen Teknik Mesin Universitas Muria Kudus, terima kasih atas ilmu yang diberikan, semoga penulis dapat mengamalkan dan menjadi amal jariyah. iii

8 5. Kepada Ulil, Indra, Panji, Ginanjar, Riswanda, Andi, Misbah, Izun, dan rekan-rekan seperjuangan Teknik Mesin UMK yang banyak membantu dalam penyusunan laporan ini. 6. Kepada rekan-rekan kelompok kreatif Obeng FT UMK. 7. Kepada rekan-rekan kelompok KKN Tanjung Anyar. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini mungkin belum bisa dikatakan sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik, saran dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi terciptanya laporan yang lebih baik. Semoga hasil karya penuliasan ini dapat memberikan manfaat bagi kehidupan kita semua. Wassalamu alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh. Kudus, 20 Februari 2017 Penyusun iv

9 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN... iv ABSTRAK... v ABSTRAC... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xv DAFTAR SIMBOL... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Plastik Sebagai Media Pengemasan Pengembangan Belt Conveyor dan Mesin Press Motor Stepper Sensor Fotosel Arduino Silinder penumatik Bantalan Sabuk Transmisi Roller Conveyor BAB III METODOLOGI Diagram Alur Proses Perancangan Identifikasi Permasalahan v

10 3.3 Studi Literatur Analisa Kebutuhan Konsep Konsep Pertama Konsep Kedua Pemilihan Konsep Perhitungan Spesifikasi Perhitungan Komponen Perangkaian Sistem Kendali Simulasi Desain BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Spesifikasi Kapasitas Jumlah Unit Kapasitas Beban Maksimal Perhitungan Komponen Komponen Konveyor Komponen Press Perangkaian Sistem Kendali Diagram Blok Perancangan Hardware Jenis Komponen dan Prinsip Kerja Simulasi Desain Simulasi Gerakan Simulasi Pembebanan BAB V PENUTUP Kesimpulan Conveyor Press Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BIODATA PENULIS vi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Motor DC Stepper Gambar 2.2. Motor stepper tipe variable reluctance Gambar 2.3. Motor stepper tipe permanent magnet (PM) Gambar 2.4. Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid Gambar 2.5. Motor stepper dengan lilitan unipolar Gambar 2.6. Motor stepper dengan lilitan bipolar Gambar 2.7. Konstruksi Fotosel Gambar 2.8. Papan Arduino uno Gambar 2.9. Spesifkasi Arduino uno Gambar Ilustrasi hukum Pascal Gambar Ilustrasi Hukum Boyle-Mariott Gambar Arah Gaya Bantalan Gambar Tipe Sabuk Transmisi Gambar Size Sabuk Puli Gambar Roller Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan Gambar 3.2. Konsep Pertama Gambar 3.3. Konsep Kedua Gambar 3.4. Konsep Terpilih Gambar 3.5. Arah Gerakan Gambar 4.1. Kapasitas Jumlah Unit Gambar 4.2. Kapasitas Jumlah Unit Gambar 4.3. Roller Conveyor Gambar 4.4. Putaran Roller Gambar 4.5. Diameter Roller Gambar 4.6. Belt Conveyor vii

12 Gambar 4.7. Panjang Belt Gambar 4.8. Motor Penggerak Gambar 4.9. Bantalan Gambar Sistem Transmisi Gambar Poros Gambar SFD dan BMD Poros Gambar Komponen Pressing Gambar Rangkaian Heater Gambar Cetakan Gambar Batang Pengarah Gambar Dudukan Gambar Gaya Untuk Menekan Plastik Kemasan Gambar Silinder Penumatik Gambar Standard Penumatik Gambar Tekanan pada Saluran Silinder Penumatik Gambar Gaya tekan yang terjadi pada tumpuan aktuator Gambar SFD dan BMD Pada Tumpuan Aktuator Gambar Pembebanan pada rangka Gambar Perhitungan pembebanan Gambar SFD dan BMD dari plat rangka atas Gambar Tipe sambungan las Gambar Diagram blok proses gerak motor stepper Gambar Diagram blok sistem pengepres Gambar Perancangan hardware Gambar Konstruksi Fotosel Gambar Papan Arduino uno Gambar Spesifkas Arduino uno Gambar D Arah Gerakan viii

13 Gambar D Arah Gerakan Gambar Area Yang Terkena Beban Gambar Tumpuan Permukaan Gambar Von mises stress Gambar Displacement ix

14 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Kandungan Gizi Cake... 1 Tabel 3.1. Analisa Kebutuhan Tabel 3.2. Pemilihan Konsep Tabel 4.1. Data Percobaan Tabel 4.2. Hasil Simulasi Gerakan Tabel 4.3. Matrial Rangka Tabel 4.4. Pembebanan Tabel 4.5. Hasil Simulasi Pembebanan x

15 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Satuan Q Kapasitas Unit/jamm T Momen puntir / Torsi kg.mm N Putaran Rpm F Gaya Aksial N A Luas Penampang mm 2 V Volume mm 3 M Massa kg R Jari-jari mm D Diameter mm P Daya motor HP p Tekanan kg/cm 2 A Luas Penampang cm 2 Qs Debit liter/menit Nomor Persamaan xi

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Gambar kerja Lampiran 2 Foto copy buku bimbingan Lampiran 3 Biodata Penulis xii