BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III PERANCANGAN ALAT Perancangan alat secara garis besar dibagi menjadi dua bagian yaitu : 1. Perancangan perangkat keras (hardware) meliputi perancangan desain mekanik, bagan alur kerja alat, diagram blok, wiring diagram, konfigurasi i/o yang digunakan. 2. Perancangan program (software) meliputi penjelasan flowchart proses kerja alat, pemrograman LabView. 3.1 PERANCANGAN PRANGKAT KERAS ( HARDWARE ) 3.1.1 Desain Mekanik Perancangan tempat untuk alat penyimpanan dan pengambilan barang otomatis ini menggunakan rak master yang terdiri dari tiga row dan tiga kolom. Perancangan desain mekanik untuk rak master dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut : 53

54 Gambar 3.1 Perancangan Rak Master Rak master terdiri dari sembilan kotak penyimpanan yang terdiri dari tiga row dan tiga kolom. Pada perancangan ini, masing-masing kotak pada rak akan dipasang fotosensor sebagai pendeteksi keberadaan barang. 3.1.2 Bagan Alur Kerja Alat Bagan alur kerja alat penyimpanan dan pengambilan otomatis ini, terdiri dari motor stepper (Travel Motor Forward/Reverse), Motor Stepper (Lifter Motor Up/Down), dan motor dc (Fork Motor Advance/Return). Bagan alur kerja mesin dapat diilustrasikan seperti gambar di bawah ini :

55 Gambar 3.2 Bagan Alur Kerja Alat Aktuator penggerak yang digunakan adalah motor stepper dan motor dc. Masing-masing motor dapat bergerak otomatis sesuai input. Pergerakkan motor stepper (Travel Motor Forward/Reverse) dan motor stepper (Lifter Motor Up/Down) dapat berintepolasi berdasarkan rak yang dituju, dan motor dc (Fork Motor Advance/Return) akan bergerak maju mundur saat proses penyimpanan atau pengambilan barang. 3.1.3 Diagram Blok Sistem Diagram blok sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.3 : Gambar 3.3 Diagram Blok (terlampir)

56 Penjelasan secara umum perancangan alat ini sebagai berikut : 1. Input data menggunakan barcode scanner. 2. Interface pengolah data (controller) menggunakan LabVIEW. 3. Hardware I/O menggunakan arduino uno. 4. Sensor pendeteksi barang menggunakan fotosensor. 5. Aktuator penggerak menggunakan motor stepper dan motor dc. 3.1.4 Wiring Diagram Dari penjelasan diagram blok di atas, maka penulis menerjemahkan dalam perancangan wiring diagram seperti gambar 3.4 di bawah ini : Gambar 3.4 Wiring Diagram (terlampir)

57 Penjelasan konfigurasi I/O pada pin Arduino Uno sebagai berikut : 1. Pin 2 : Motor DC ( Fork Motor ) advance. 2. Pin 3 : Motor DC ( Fork Motor ) return. 3. Pin 4 : N/A. 4. Pin 5 : Fotosensor rak 2. 5. Pin 6 : Fotosensor rak 1. 6. Pin 7 : Fotosensor rak 3. 7. Pin 8 : Fotosensor rak 8. 8. Pin 9 : Fotosensor rak 7. 9. Pin 10 : Fotosensor rak 9. 10. Pin 11 : Fotosensor rak 5. 11. Pin 12 : Fotosensor rak 4. 12. Pin 13 : Fotosensor rak 6. 13. Pin A0 : Motor Stepper ( Lifter Motor ) direction (digital). 14. Pin A1 : Motor Stepper ( Lifter Motor ) step (digital). 15. Pin A2 : Motor Stepper ( Travel Motor ) direction (digital). 16. Pin A3 : Motor Stepper ( Travel Motor ) step (digital). 3.2 PERANCANGAN PROGRAM ( SOFTWARE ) Program rancang bangun penyimpanan dan pengambilan barang otomatis ini menggunakan software pemrograman LabVIEW. Penulis merancang menjadi tiga program, yaitu program introduction (login), program kendali auto (storage dan retrieve) dan program kendali manual. Tampilan program introduction (login) dapat dilihat pada gambar 3.5 berikut :

58 Indikator akses alarm Kolom input log in Stop operation Gambar 3.5 Tampilan Program Introduction log in (terlampir) Pada tampilan program introduction (log in) ini, sebelum mengoperasikan alat penyimpanan dan pengambilan secara otomatis atau manual diperlukan memasukkan username dan password. Jika tidak, maka sistem tidak dapat bekerja, dan juga jika username dan password yang dimasukkan salah, akan ada indikator akses alarm. Program ini berfungsi, sebagai proteksi bahwa alat ini hanya dapat dioperasikan oleh orang yang berkepentingan saja. Jika tidak diproteksi maka dikhawatirkan akan ada orang yang tidak berkepentingan mengoperasikan alat ini. Hal ini merupakan sistem standar yang digunakan oleh maker-maker mesin untuk memproteksi mesin dari abnormality operation. Untuk detail username dan password akan dijelaskan pada saat pengujian alat penyimpanan dan pengambilan barang otomatis ini.

59 3.2.1 Program Auto Storage Tampilan program Auto Storage dijelaskan pada gambar 3.6 di bawah : 1.Tampilan virtual rak 5.Tampilan flow storage 6.Tampilan flow retrieve 8.Status error 4.Indikator alarm 7.Stop operasi 2.Kolom input 3.Kolom indikasi Gambar 3.6 Tampilan Program Auto (terlampir) Tampilan (Graphical User Interface / GUI) pada front panel kendali program auto dibagi menjadi dua kendali sistem, yaitu penyimpanan (storage) dan pengambilan (retrieve). Pada sub-subbab ini penulis akan menjelaskan program kendali auto storage. Penjelasan detail front panel kendali auto sebagai berikut : 1. Tampilan virtual rak : Tampilan kondisi aktual rak (isi/kosong) dengan indikator lampu dan data. 2. Kolom input Input Barcode : Kolom input barcode scanner untuk proses penyimpanan barang.

60 Retrieve : Kolom input data (RACK ) untuk proses pengambilan barang. 3. Kolom indikasi Storage Destination : Tampilan indikasi rak yang dituju dan indikasi alarm input proses untuk penyimpanan barang. Retrieve Destination : Tampilan indikasi rak yang dituju dan indikasi alarm input untuk proses pengambilan. 4. Indikator alarm Access Alarm : Tampilan indikator alarm kesalahan log in. Storage Alarm : Tampilan indikator alarm untuk proses penyimpanan. Retrieve Alarm : Tampilan indikator alarm untuk proses pengambilan. 5. Tampilan flow storage : Tampilan indikator proses penyimpanan dari input barcode sampai kembali ke home position. 6. Tampilan flow retrieve : Tampilan indikator proses pengambilan dari input data pengambilan sampai kembali ke home positon. 7. Stop Operasi : Stop pengoperasian alat. 8. Status Error : Indikator error pada LabVIEW. berikut : Detail proses Auto Storage dapat dilihat pada flowchart pada gambar 3.7

61 Gambar 3.7 Flowchart alur program kendali auto storage (terlampir) Pada tampilan front panel kendali auto (storage) ini terdapat satu input yaitu barcode scanner, data yang dihasilkan oleh barcode scanner akan tampil pada kolom Input Barcode, data tersebut merepresentasikan rak yang akan dituju untuk proses penyimpanan. Data barcode akan diverifikasi kebenarannya oleh program LabVIEW, jika data Input Barcode yang dimasukkan tidak sesuai, maka akan ada indikasi INPUT BARCODE ALARM pada kolom Storage Destination dan sistem tidak akan berjalan. Dan juga jika pada rak yang dituju sesuai data

62 barcode, telah terisi (indikator fotosensor keberadaan barang menyala), maka akan ada indikasi RACK FULL pada kolom Storage Destination dan sistem tidak akan berjalan. Jika data yang dihasilkan oleh barcode scanner benar, dan tidak ada alarm, maka sistem akan berjalan sesuai data barcode yang telah diinisialisasi oleh program LabVIEW. Ketika yang dituju adalah rak 1/2/3, maka aktuator penggerak yang berjalan adalah motor stepper (Lifter Motor Up/Down), dan motor dc (Fork Motor Advance/Return) sampai barang tersimpan pada rak. Dan ketika yang dituju adalah rak 4/5/6/7/8/9, maka aktuator penggerak yang berjalan adalah motor stepper (Lifter Motor Up/Down) yang berinterpolasi dengan motor stepper (Travel Motor Forward/Reverse), dan motor dc (Fork Motor Advance/Return), sampai barang tersimpan pada rak. 3.2.2 Program Auto Retrieve Penjelasan untuk program kendali auto (retrieve) tidak jauh berbeda dengan program kendali auto (storage). Yang berbeda hanya pada input datanya menggunakan data (RACK ) dan proses pergerakkan aktuatornya. Pada program kendali ini, aktuator penggerak berjalan mengambil barang. Secara flow process dan interpolasi sama dengan program kendali auto (storage). Detail proses bisa dilihat pada flowchart pada gambar 3.8 di bawah ini :

63 Gambar 3.8 Flowchart alur program kendali auto retrieve (terlampir) 3.2.3 Program Manual Program kendali manual ini, menampilkan proses kendali dan indikator motor stepper (Lifter Motor Up/Down dan Travel Motor Advance/Return) dan motor dc (Fork Motor Advance/Return) secara manual satu per satu. Sebelum menjalankan proses secara manual, terlebih dahulu memasukan parameter jarak pergerakan (Step), kecepatan (Set Speed), percepatan (Set Acceleration) untuk motor stepper dan parameter (PWM) untuk motor dc. Tampilan program manual dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut :

64 3.Inisial parameter 4.Slide bar 5.Indikator proses 6.Status error 7.Stop operasi 1. Tombol operasi 2.Toggle operasi Gambar 3.9 Tampilan Program Manual (terlampir) 1. Tombol Operasi : Tombol untuk mengoperasikan motor stepper (Lifter Motor Up/Down dan Travel Motor Forward/Reverse). 2. Toggle Operasi : Toggle untuk mengoperasikan motor dc (Fork Motor Advance/Return). 3. Inisial parameter Visa resource Stepper#1 : Tampilan untuk mengatur port arduino : Parameter motor stepper 1 (Travel Motor Forward/Reverse). Stepper#2 : Parameter motor stepper 1 (Lifter Motor Up/Down). # of Steps to Move : Parameter untuk mengatur jarak perpindahan motor stepper (100 step = 1mm).

65 Set Speed : Parameter untuk mengatur kecepatan motor stepper. Set Acceleration : Parameter untuk mengatur percepatan motor stepper. Pwm Advance : Parameter untuk mengatur kecepatan motor dc (Fork Motor Advance). Pwm Return : Parameter untuk mengatur kecepatan motor dc (Fork Motor Return). 4. Slide Bar : Tampilan jarak pergerakkan motor stepper secara aktual (cm). 5. Indikator Proses : Tampilan indikator proses manual. 6. Status Error : Indikator error pada LabVIEW 7. Stop Operasi : Stop pengoperasian alat Detail proses dapat dilihat pada flowchat di bawah ini : Gambar 3.10 Flowchart alur program kendali manual (terlampir)