RANCANG BANGUN MESIN SORTIR KELAPA SAWIT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328 LAPORAN TUGAS AKHIR. Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN MESIN SORTIR KELAPA SAWIT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328 LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Oleh: MARIA AGUSTIN CESARIANA S. NIM : JEFRI ARMIN SITORUS NIM : PEGGY HARINDA NIM : JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat TUHAN YANG MAHA ESA, atas limpahan rahmat, hidayah dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan ini berjudul RANCANG BANGUN MESIN SORTASI KELAPA SAWIT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328. Laporan Tugas Akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat yang harus dilaksanakan oleh mahasiswa untuk menyelesaikan program pendidikan Diploma III, Jurusan Teknik Mesin, Program studi Teknik Konversi Energi Mekanik di Politeknik Negeri Medan. Perancangan, pembuatan serta penulisan laporan tugas akhir ini tidak akan terlaksana dengan baik tanpa adanya bantuan dan dukungan baik material maupun spiritual dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih Kepada: 1. M. SYAHRUDDIN, S.T, M.T. Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. IDHAM KAMIL, S.T., M.T. Ketua Jurusan Teknik Mesin; 3. Ir. ABDUL RAZAK, M.T. Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan; 4. Ir.SUPRAPTO,M.T. dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, pengetahuan serta motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini; 5. Ir. SILMI, M.T. wali kelas EN-6D; 6. Seluruh Staf Dosen Jurusan Teknik Mesin Khususnya Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik yang telah memberikan pengetahuan, motivasi serta telah mendidik penulis selama mengenyam pendidikan di Politeknik Negeri Medan; v

3 7. Teristimewa untuk kedua orang tua penulis Ibunda Ina dan Ayahanda Takari serta Bude Dani dan Pakde Sigit yang telah banyak memberikan dukungan baik material maupun spiritual. Tak lupa juga untuk adik Penulis Rina dan Tomi telah memberikan motivasi dan semangat dalam mengerjakan tugas akhir Penulis; 8. Spesial untuk staff-staff PT. PP London Sumatera yang telah memberikan ilmu, bimbingan serta motivasi selama Penulis Melakukan Riset lapangan, dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini; 9. Teman-teman sekelompok Tugas Akhir penulis dan seluruh teman-teman yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir; 10. Teman dekat penulis Yunus, Fahmi, Virgin, Modissya, Sutini, Ester, Vika Semua pihak yang tidak bisa disebut satu-persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir Penulis; 11. Teman-teman penulis seperjuangan Teknik Konversi Energi Mekanik, Khususnya EN-6D yang banyak memberi semangat dan saran; Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil karya ilmiah yang benar-benar penulis kerjakan tanpa ada plagiat. Penulis menyadari walaupun sudah berupaya semaksimal mungkin, bahwa laporan ini tidak luput dari kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini di masa yang akan datang. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya. Medan, 28 Agustus 2014 Hormat penulis, Maria Agustin Cesariana S NIM : vi

4 DAFTAR ISI JUDUL... SPESIFIKASI TUGAS AKHIR... LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... INTISARI... ABSTRACK... i ii iii iv v vii xi xii xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Perumusan Masalah... 3 C. Tujuan Tugas Akhir... 3 D. Manfaat Tugas Akhir... 4 BAB II DASAR TEORI... 5 A. Teori Singkat... 5 vii

5 B. Arduino Uno... 6 C. Mikrokontroller... 7 D. Visual Basic E. Pengolahan Citra Digital F. Jenis-Jenis Motor DC Motor Stepper Motor Servo Motor DC Biasa G. Belt Conveyor H. Sensor Infra Red I. Webcam J. Tinjauan Pustaka Diameter Poros Sprocket dan Rantai BAB III PERANCANGAN ALAT DAN SISTIM SORTASI A. Blok Diagram Sistem Control Mesin Sortasi TBS B. Perancangan Rangkaian Sensor Pendeteksi Objek C. Perancangan Rangkaian Driver Lampu D. Perancangan Rangkaian Driver Motor Lengan E. Perancangan Perangkat Lunak Sistem F. Analisis Program Sortasi TBS Kelapa Sawit pada Arduino Inisialisasi Variabel dan Sensor Sensor Infra Red Mendeteksi Kelapa Sawit Kirim Data ke Software PC untuk Menscan Kelapa Sawit Terima Data dari Software PC Apakah Sawit Matang atau Tidak viii

6 5. Perintahkan Lengan Penolak untuk Mendorong Kelapa Sawit Perintah Menjalankan Conveyor dan Menyalakan Lampu Perintah Menyalakan Status Led Merah dan Led Hijau Pengecekan Tombol Emergency G. Program Visual Basic Program Koneksi Mikrokontroller Arduino Program Mulai Sistem dan Menjalankan Mesin Program Memutuskan Koneksi ke Mikrokontroller Arduino Program Terima Data dari Mikrokontroller Arduino Program Mematikan Mesin Program Merubah Nilai Filter Warna Program Mengaktifkan Kamera Program Capture Kamera Program Simpan Gambar Capture Program Deteksi Tepi Hasil Capture Program Filter Warna Matang Kelapa Sawit Program Hitung Persentase Tingkat Kematangan Kelapa Sawit H. Proses Kerja Mesin I. Proses Pembuatan Mesin Rangka Dudukan Conveyor Poros Belt Conveyor Lengan Pendorong J. Perawatan Mesin BAB IV PROSEDUR PENGAMBILAN DATA, PERHITUNGAN DATA DAN ANALISA BIAYA A. Sistem Transmisi ix

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Board Arduino Uno R Gambar 2. Konfigurasi Pin ATMega Gambar 3. Motor stepper Gambar 4. Motor Servo Gambar 5. Belt Conveyor Gambar 6. Sensor Infra Red Gambar 7. Camera Webcam Gambar 8. Diagram Sistem Control Mesin Sortasi TBS Gambar 9. Rangkaian Sensor Pendeteksi Objek Gambar 10.Rangkaian Alarm Gambar 11. Rangkaian Driver Motor Lengan Pendorong Gambar 12. Flowchart Sistem Gambar 13. Proses Kerja Mesin Gambar 14. Sudut Kontak Sproketdan Rantai xi

8 RANCANG BANGUN MESIN SORTIR KELAPA SAWIT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328 INTISARI Proses penyortiran yang ada saat ini di pabrik kelapa sawit masih dilakukan secara manual sehingga kapasitas kerja serta keakuratan sortasi yang dilakukan masih rendah, waktu tunggu Tandan Buah Segar untuk diolah masih cukup lama. Hal ini pada akhirnya menurunkan rendemen hasil pengolahan CPO serta meningkatkan kadar asam pada CPO yang pada akhirnya menurunkan kuantitas dan kualitas CPO. Dalam perancangan ini menggunakan mikrokontroler ATMega328 sebagai pengendali sistem pada mesin sortasi kelapa sawit. Dengan berjalannya sistem ini, maka dapat di seleksi buah sawit yang matang atau mentah. Jika buah matang maka secara otomatis konveyor akan bergerak maju, jika buah tidak matang maka lengan pendorong akan mendorong buah sawit keluar. Kata Kunci : Mikrokontroler, Konveyor, Sawit xii

9 DESIGN SORTIR MACHINE PALM BASED MICROCONTROLLER ATMEGA328 ABSTRACK Nowadays, Sorting palm still use manually in palm oil mill cause work capasity along the accuracy of the sorting is done is still low, fresh fruit bunches waiting time is long enough to be processed. it caused turn lowers the yield of the results of processing the oil along increased the acid levels on CPOwhich it last lowers the quantity and quality of the CPO. In this design used ATmega328 microcontroller as a control system on palm sorting machines. in processing of this system, it can be in the selection of palm autimatically ripe or raw. if the fruit riped autimatically conveyor will move forward, if fruit raw caused autimatically is not the fruit riped plunger arm will push the fruit palm out autimatically. Keywords : Microcontroller, Conveyor, Palm xiii

10 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Harga CPO (Crude Palm Oil) atau minyak sawit mentah dipasaran dunia yang terus meningkat dalam kurun waktu sepuluh tahun terakhir serta kecenderungan peningkatan permintaan CPO yang melebihi laju pertumbuhan produksi CPO dunia. 70% pabrik yang baru didirikan tidak memiliki kebun sendiri sehingga membuka peluang untuk kembali meningkatkan harga beli TBS (Tandan Buah Segar) oleh pihak pabrik, yang pada akhirnya kembali meningkatkan harga jual CPO di pasar dunia. Hal ini merupakan peluang baik yang harus dimanfaatkan oleh kedua belah pihak, yaitu pihak petani dan pihak pabrik. Pihak pabrik terpacu untuk meningkatkan produksi CPO yang pada akhirnya berlomba untuk mendapatkan suplai TBS dari petani. Pihak petani yang membaca kondisi ini juga berlomba untuk meningkatkan produksi TBSnya untuk disuplai ke pabrik. Namun belakangan, terjadi fenomena penurunan kualitas CPO asal Indonesia yang disebabkan oleh tindakan kecurangan dari beberapa oknum petani dan pabrik kelapa sawit. Pihak petani sebagai pemasok hanya mementingkan jumlah produksi TBS yang disuplai ke pabrik untuk mengejar keuntungan tanpa memperhatikan kualitas dari produknya. Produk TBS yang disuplai oleh petani bukan hanya TBS matang sesuai standar pabrik, namun bercampur dengan TBS yang kondisinya masih mentah atau lebih buruk lagi, yaitu dalam kondisi busuk. Pihak pabrik sendiri juga melakukan kecurangan dengan melakukan sortasi tidak sesuai dengan ketentuan yang berlaku, yaitu dimana mutu TBS yang disuplai petani pada saat dilakukan sortasi oleh pabrik diturunkan mutunya agar harga beli dari pihak petani dapat ditekan. 1

11 Proses sortasi yang ada saat ini di pabrik kelapa sawit masih dilakukan secara manual sehingga kapasitas kerja serta keakuratan sortasi yang dilakukan masih rendah, sehingga waktu tunggu TBS untuk diolah masih cukup lama. Hal ini pada akhirnya menurunkan rendemen hasil pengolahan CPO serta meningkatkan kadar asam pada CPO yang pada akhirnya menurunkan kuantitas dan kualitas CPO. Dengan demikian harus ada standar mutu dan standar proses sortasi agar kedua belah pihak tidak dirugikan. Proses sortasi pada pabrik sendiri masih dilakukan secara manual dimana kapasitas proses sortasi masih rendah. Hal ini menyebabkan waktu tunggu TBS matang untuk diolah menjadi lebih lama. Penundaan pengolahan TBS mengakibatkan rendemen CPO yang diperoleh menurun serta kadar keasaman CPO meningkat. Hal ini menyebabkan jumlah produksi CPO menurun demikian juga dengan kualitas CPO yang dihasilkan akan terjadi penurunan. Selain kapasitas kerja, tingkat akurasi sortasi yang dilakukan secara manual oleh pabrik menyebabkan masih bercampurnya TBS mentah dan TBS busuk pada proses pengolahan, sehingga jumlah dan kualitas CPO yang dihasilkan oleh pabrik pengolahan semakin menurun. Untuk itu perlu kiranya dikembangkan alat dan mesin sortasi TBS sawit yang memiliki keakuratan dan kapasitas kerja yang cukup tinggi.bila proses sortasi kelapa sawit dapat dilakukan menggunakan suatu alat sortasi yang berjalan secara otomatis, memiliki akurasi dan kapasitas kerja tinggi, memiliki standar baku mutu serta dapat beroperasi dengan biaya rendah, maka akan diperoleh peningkatan kualitas CPO berupa kadar asam lemak rendah serta peningkatan produksi CPO dimana rendemen akan meningkat. Melalui ulasan di atas penulis mendapat ide membuat rancang bangun mesin sortasi TBS kelapa sawit dimana mesin tersebut berfungsi untuk mempermudah pekerjaan penyortiran kelapa sawit menjadi lebih efisien, dan akurat. 2

12 B. Perumusan Masalah Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana gambar mesin dan komponen komponen utama mesin sortasi TBS (Tandan Buah Segar) kelapa sawit? 2. Bagaimana prinsip kerja mesin sortasi TBS kelapa sawit? 3. Bagaimana perhitungan komponen komponen utama mesin yang digunakan? 4. Bagaimana menentukan kapasitas produksi mesin? 5. Bagaimana proses pembuatan mesin sortasi TBS kelapa sawit? 6. Bagaimana menganalisa biaya pembuatan mesin sortasi TBS kelapa sawit? 7. Bagaimana perawatan mesin sortasi TBS kelapa sawit? C. Tujuan Tugas Akhir Tujuan dari rancang bangun mesin sortasi TBS (Tandan Buah Segar) kelapa sawit ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan. 2. Menambah wawasan dan keterampilan mahasiswa dalam membuat suatu proyek Tugas Akhir. 3. Dapat merancang bangun suatu mesin sortasi TBS kelapa sawit. 4. Mengetahui cara kerja mesin sortasi TBS kelapa sawit. 5. Memahami hubungan antara ilmu pengetahuan yang telah diperoleh dan menerapkannya pada dunia lingkungan dan pabrik. 3

13 D. Manfaat Tugas Akhir Tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi : 1. Penulis serta pembaca, untuk menambah pengetahuan dan pengalaman penulis serta pembaca tentang alat sortasi TBS kelapa sawit. 2. Politeknik Negeri Medan Jurusan Teknik Mesin khususnya Program Studi Teknik Konversi Energi adalah untuk membuka pola pikir dan kreativitas mahasiswa dalam merancang suatu peralatan mesin sortasi TBS kelapa sawit. 3. Masyarakat dan karyawan pabrik untuk mempermudah proses sortasi TBS kelapa sawit di Pabrik Kelapa Sawit. 4