ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN ALAT... OSCAR YULIANDIKA HARYANTO

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR Tugas akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia diperpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seizin penulis dan harus menyebutkan sumber aslinya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen tugas akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga. iv

KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil alamin, segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberi rahmat dan hidayah-nya, sholawat serta salam tak lupa penulis curahkan kepada nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga dan para sahabatnya. Dorongan, motivasi dan bimbingan dari semua pihak yang telah membantu untuk terselesaikanya tugas akhir ini. Adapun judul tugas akhir ini adalah Rancang Bangun Alat Pembuatan Lotion Berbasis PLC. Tugas akhir ini merupakan salah satu tugas dalam rangka melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar ahli madya pada Program Studi Otomasi Sistem Instrumentasi, Departermen Teknik, Fakultas Vokasi, Universitas Airlangga Surabaya. Maka dari itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih atas segala petunjuk, bimbingan dan bantuannya kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan anugrah dan karunia-nya hingga memberikan kekuatan serta pikiran untuk menyelesaikan laporan tugas ini dengan lancar. 2. Kedua orang tua, saudara, dan kerabat kami yang telah memberikan dukungan mereka baik itu moril serta materi dan juga doa mereka sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. H. Widi Hidayat, SE., M.Si, Ak., CMA, CA. selaku Dekan Fakultas Vokasi Universitas Airlangga. 4. Ir. Dyah Herawatie, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Fakultas Vokasi Universitas Airlangga. v

5. Winarno, S.Si, M.T. selaku Ketua Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Fakultas Vokasi Universitas Airlangga. 6. Akif Rahmatillah S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan masukan dan arahan bimbingan bagi kami. 7. Franky Chandra S.A, S.T., M.T selaku dosen konsultan yang telah banyak memberikan bantuan, bimbingan dan arahan kepada kami dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. 8. Drs. Adri Supardi, M.S selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan-masukan kepada penulis sehingga terselesaikan tugas akhir ini. 9. Semua dosen program studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi yang memberikan pembekalan ide-ide yang membantu dalam proses pembuatan mekanik, hardware, dan software 10. Media Arrester Mutik, yang yang telah sabar, membantu, bekerja sama, berjuang dan saling support dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Mbak Tia dan Pak Jumawan untuk segala motivasi dan bantuannya dalam adminitrasi dan keperluan tentang program studi Otomasi Sistem Instrumentasi. 12. Teman-teman PLC yang berjumlah 12 mahasiswa yang setia menemani dan saling memabantu pada saat di laboratorium PLC dari awal sampai akhir terselesainya tugas akhir ini. 13. Teman-teman OSI 2013 yang berjumlah 40 mahasiswa yang saling peduli, kompak, solid, dan saling memotivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini. vi

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Demikianlah tugas akhir ini penulis susun, semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak khususnya bagi pembaca dan penulis sendiri. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih. Surabaya, 7 Agustus 2015 Penulis vii

Media Arrester Mutik, 2016. Rancang Bangun Alat Pembuatan Lotion Berbasis PLC (Bagian II). Tugas akhir ini dibawah bimbingan Akif Rahmatillah, S.T., M.T dan Franky Chandra Satria A, S.T., M.T. Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi, Departemen Teknik, Fakultas Vokasi, Universitas Airlangga. ABSTRAK Didalam dunia industri dituntut untuk dapat menghasilkan barang produksi dalam jumlah banyak guna memenuhi kebutuhan pasar. Terutama industri dalam bidang kecantikan dan perawatan. Proses pembuatan, pengukuran dan pencampuran bahan-bahan kimia cairan yang digunakan menjadi media perawatan kulit atau lotion dilakukan secara manual dan membutuhkan tenaga kerja tertentu terutama pada proses pengukuran komposisi. Sehingga merlukan sebuah proses otomasi untuk mengtasi hal tersebut sehingga sistem kendali dan krontrol kerja dapat mencapai jumlah produksi sesuai harapan pasar. Sistem alat pembuatan lotion ini dibuat berdasarkan komposisi bahan yang ditakar secara presisi dan otomatis. Tugas akhir ini dirancang sebagai miniatur sistem alat pembuatan lotion berbasis PLC (Programmable Logic Controller) Sebagai penunjang keberhasilan alat bekerja sesuai dengan harapan maka dibutuhkan alat-alat yaitu motor DC, elemen pemanas (Heater), pompa, injeksi krim, vave solenoid dan digunakan 2 sensor yaitu photodiode dan termostat. Sensor photodiode berfungsi untuk mendeteksi level ketinggian bahan cairan sari buah untuk proses penakaran komposisi bahan. Sedangkan Sensor termostat digunakan untuk mengatur suhu air pada proses cooking. Berdasarkan analisis keseluruhan yang telah dilakukan, akurasi alat pembuatan lotion berbasis PLC adalah 100%. Kata Kunci: PLC (Programmable Logic Controller), pembuatan lotion, sensor photodiode dan termostat viii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan... 3 1.5 Manfaat... 4 BAB II TUNJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Pembuatan Lotion... 5 2.1.1 Cara Pembuatan Lotion... 5 2.2 PLC OMRON SYSMAC CP1L... 7 2.2.1 PLC OMRON CP1L... 9 2.2.2 Bagian-Bagian Umum PLC OMRON CP1L... 10 2.2.3 Port Terminal Input Output PLC OMRON CP1L... 11 2.3 Motor DC... 12 2.3.1 Mixer... 13 2.4 Solenoid Valve... 15 2.5 Sensor... 16 2.5.1 Photodiode... 16 2.5.2 Termostat... 18 2.6 Laser Pointer... 19 2.7 Relay... 20 2.8 Heater... 22 2.9 Komparator... 23 ix

2.10 Push Button... 25 2.11 Central Lock dan central Modul... 26 BAB III METODE PENETILIAN... 28 3.1 Tempat dan Waktu Perancangan... 28 3.2 Alat dan Bahan Pembuatan... 28 3.2.1 Alati-Alat yang Diperlukan... 28 3.2.2 Bahan-Bahan yang Diperlukan... 29 3.3 Prosedur perancangan... 30 3.3.1 Diagram Instrumen Sistem... 31 3.3.2 Sketsa Mekanik Plant... 33 3.3.3 Perancangan Modul PLC OMRON CP1L... 36 3.3.4 Penentuan Komposisi... 38 3.3.5 Pembuatan Perangkat Keras... 41 3.6 Analisis Data... 47 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 50 4.1 Hasil Pembuatan Alat... 50 4.2 Pengalamatan Pada PLC... 56 4.2.1 Alamat Input... 56 4.2.2 Alamat Relay Internal... 56 4.2.3 Alamat Output... 57 4.3 Hasil Penenlitihan... 58 4.3.1 Hasil Pengujian Keluaran Photodiode dan Komparator... 58 4.3.2 Hasil Pengujian Kondisi Keluaran Sensor Photodiode... 59 4.3.3 Hasil Pengujian Termostat... 61 4.3.4 Hasil Pengujian Injeksi Krim Cleansing Milk... 62 4.3.5 Hasil Pengujian Pompa Minyak Zaitun... 63 4.3.6 Hasil Pengujian Motor Mixer... 64 4.3.7 Hasil Pengujian Valve Buah... 58 4.4 Data Hasil Keseluruhan Penelitihan... 66 4.5 Uji Keberhasilan Alat... 68 4.5.6 Uji Keberhasilan Alat Untuk Sari Buah Bengkoang... 68 4.5.7 Uji Keberhasilan Alat Untuk Sari Buah Pepaya... 69 4.5.8 Uji Keberhasilan Alat Untuk Sari Buah Timun... 70 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 73 x

5.1 Kesimpulan... 73 5.2 Saran... 74 DAFTAR PUSTAKA... 75 LAMPIRAN... 76 xi

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Penentuan Program Timer Pompa Minyak Zaitun... 32 Tabel 3.2 Penentuan Program Timer Motor Mixer... 35 Tabel 3.3 Penentuan Program Counter... 36 Tabel 4.1 Pengalamatan Bagian Input atau Masukan... 56 Tabel 4.2 Pengalamatan Bagian Relay Internal (Output Internal)... 56 Tabel 4.3 Pengalamatan Bagian Output atau Keluaran... 57 Tabel 4.4 Kriteria Keluaran Photodiode dan Komparator... 58 Tabel 4.5 Pengujian Keluaran Komparator & Photodiode... 58 Tabel 4.6 Kriteria Sensor Terhadap Valve... 59 Tabel 4.7 Pengujian Keluaran Sensor Terhadap Valve Timun... 60 Tabel 4.8 Pengujian Keluaran Sensor Terhadap Valve Pepaya... 60 Tabel 4.9 Pengujian Keluaran Sensor Terhadap Valve Bengkoang... 61 Tabel 4.10 Pengujian Keluaran Sensor Termostat... 62 Tabel 4.11 Kriteria Injeksi Krim... 62 Tabel 4.12 Pengujian Counter Pada Injeksi... 63 Tabel 4.13 Kriteria Pompa Minyak Zaitun... 63 Tabel 4.14 Pengujian Pompa Minyak Zaitun... 64 Tabel 4.15 Kriteria Motor Mixer... 64 Tabel 4.16 Pengujian Motor Mixer... 65 Tabel 4.17 Tabel Pengujian Valve... 65 Tabel 4.18 Kriteria Uji Keseluruhan Alat... 66 Tabel 4.19 Analisis Sistem Keseluruhan... 67 Tabel 4.20 Kriteria Sistem Keseluruhan Lotion Bengkoang... 68 Tabel 4.21 Analisis Sistem Keseluruhan Lotion Bengkoang... 69 Tabel 4.22 Kriteria Sistem Keseluruhan Lotion Pepaya... 69 Tabel 4.23 Analisis Sistem Keseluruhan Lotion Pepaya... 70 Tabel 4.24 Kriteria Sistem Keseluruhan Lotion Timun... 70 Tabel 4.25 AnalisisSistem Keseluruhan Lotion Timun... 71 xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Fungsi PLC... 9 Gambar 2.2 PLC Omron Sysmac CP1L... 9 Gambar 2.3 Bagian PLC Omron Sysmac CP1L 30 I/O... 10 Gambar 2.4 Port Input model supply AC dan DC... 11 Gambar 2.5 Port Output Model Supply AC dan DC... 12 Gambar 2.6 Bentuk Eksternal Mixer (a) dan Bentuk Internal Mixer (b)... 13 Gambar 2.7 Rangkaian Kelistrikan Mixer Merek Philips Type HR 1500/A1... 14 Gambar 2.8 Eksternal Solenoid Valve... 15 Gambar 2.9 Sensor Photodiode... 17 Gambar 2.10 Linieritas Sensor Photodiode... 17 Gambar 2.11 KomponenTthermostat (A) Thermostat Dengan Katub By Pass (B) Thermostat Tanpa Katub By Pass.... 18 Gambar 2.12 Laser Diode... 19 Gambar 2.13 Rangkaian Sensor Photodiode dan LED/Laser Diode... 20 Gambar 2.14 Relay dan Kontaktor Normaly Close dan Normaly Open... 22 Gambar 2.15 Cast Heater... 23 Gambar 2.16 Rangkaian Komparator... 24 Gambar 2.17 Datasheet LM234... 23 Gambar 2.18 Central Module... 22 Gambar 2.19 Central Lock... 23 Gambar 3.1 Diagram Instrumen Sistem... 31 Gambar 3.2 Sketsa Mekanik Plant... 33 Gambar 3.3 Rangkaian Output PLC OMRON CP1L... 37 Gambar 3.4 Rangkaian Input PLC OMRON CP1L... 37 Gambar 3.5 Diagram Wiring Sistem Sensor Photodiode... 38 Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian Sensor Photodiode... 39 Gambar 3.7 Perancangan Sensor Photodiode... 40 Gambar 3.8 Diagram Wiring Proses Sensor Termostat... 40 Gambar 3.9 Diagram Wiring Sistem Output Valve... 41 Gambar 3.10 Diagram Wiring Sistem Qutput Heater & Pompa... 41 Gambar 3.11 Grafik Linearitas Timer Terhadap Keluaran Minyak.... 43 Gambar 3.12 Diagram Wiring Sistem Output Mixer... 43 xiii

Gambar 3.13 Diagram Wiring Sistem Output Injeksi Cream... 45 Gambar 3.14 Grafik Linearitas Counter PLC Terhadap Ukuran Krim Yang Dikeluarkan... 46 Gambar 4.1 Vave Pengisi bahan Varian Sari Buah... 50 Gambar 4.2 Penakar Bahan Sari Buah Menggunakan Sensor Photodiode... 51 Gambar 4.3 Pengisi Bahan Cleansing Milk Menggunakan Alat Injeksi... 51 Gambar 4.4 Pengisi Bahan Minyak Zaitun Menggunakan Pompa... 52 Gambar 4.5 Elemen Heater Sebagai Pemanas Air... 52 Gambar 4.6 Pengaduk Lotion Menggunakan Motor Mixer... 53 Gambar 4.7 Panel Tombol Start, Tombol Push Button, Tombol Reset, Tombol Aktifasi Manual dan Tombol Aktifasi PLC... 53 Gambar 4.8 Hasil Pembuatan Plant... 54 Gambar 4.9 Hasil Perancangan Sensor Photodiode... 54 Gambar 4.10 Hasil PerancanganSensor Termostat... 55 Gambar 4.11 Hasil Pembuatan Modul PLC OMRON CP1L... 55 xiv