Header Ads

PEMILAH PIRING LOGAM DAN NON LOGAM



PEMILAH PIRING LOGAM DAN NON LOGAM
Urwah1, Vivi Amalia Shofiana2, Wahid Dany Nurcholis3, Samuel BETA5
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang 50275
Intisari- Tujuan alat ini adalah untuk memisahkan piring logam dan non-logam ke dalam wadah yang diputar menggunakan motor servo dan piring tersebut digerakkan dengan konveyor. Konveyor berfungsi mengangkut suatu barang dalam jumlah besar dan dapat mengatasi jarak yang diberikan. Konveyor telah banyak dipakai industri di seluruh dunia untuk menghemat waktu dalam mencapai jarak pengangkutan serta menghemat tenaga manusia. Dalam sebuah industri, khususnya dalam proses pemindahan barang yang umumnya menggunakan sistem manual sehingga diperlukan otomatisasi pekerjaan dalam rangka memudahkan pekerjaan, mempercepat waktu pengerjaan dan menjaga keselamatan kerja. Proximity Induktif digunakan untuk mengirimkan informasi tentang bahan dari sebuah piring apakah logam atau nonlogam. Kesemua pekerjaan diatur oleh mikrokontroller ARM, dengan motor pada conveyor, mikrokontroller ARM dan motor servo. Serta laptop untuk menjalankan perintah program ARM.
Kata kunci : Konveyor, logam, non logam.
Abstract- The purpose of this tool is to separate metal and non-metal plates into a container that is rotated using a servo motor and the plate is driven by a conveyor. The function of conveyors is to transport a large amount of goods and can overcome the given distance. Conveyors have been widely used by industries throughout the world to save time in reaching transport distances and save human labor. In an industry, especially in the process of moving goods that generally use a manual system so it is necessary to automate the work in order to facilitate work, speed up processing time and maintain work safety. Inductive Proximity is used to send information about the material of a plate whether metal or nonmetal. All work is managed by the ARM microcontroller, with the motor on the conveyor, the ARM microcontroller and the servo motor. And laptops to run ARM program commands.
Keywords: conveyors, metals, non-metals.
I.                   PENDAHULUAN
1.1  Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman, kemajuan teknologi dalam bidang industri di Negara Indonesia sangatlah pesat. Salah satu teknologi yang sangat banyak digunakan misalnya dalam sebuah industri, khususnya dalam proses pemindahan barang yang umumnya menggunakan sistem manual sehingga diperlukan otomatisasi pekerjaan dalam rangka memudahkan pekerjaan, mempercepat waktu pengerjaan dan menjaga keselamatan kerja. Salah satu alat yang belum banyak digunakan adalah alat pemilah bahan dari sebuah piring apakah logam atau nonlogam.

Dengan demikian penulis bermaksud untuk membuat suatu terobosan berupa alat pemilah berbasis mikrokontroler dengan ARM, sehingga penulis membuat judul tugas Lab. Mikrokontroler “Pemilah Piring Logam dan Non Logam”. Tujuan alat ini adalah untuk memisahkan piring logam dan non-logam ke dalam wadah yang diputar menggunakan motor servo dan piring tersebut digerakkan dengan konveyor.

1.2  Perumusan Masalah
Adapun masalah yang muncul diangkat dalam tugas ini adalah :
a.       Bagaimana merancang dan membuat alat pemilah yang dapat membedakan piring dengan bahan logam dan non - logam?
b.      Mungkinkah merancang alat pemilah piring logam dan non logam dengan menggunakan mikrokontroler berbasis ARM?
c.       Bagaimana cara mengendalikan alat pemilah piring sesuai jenis bahan secara efektif?

1.3  Tujuan
Adapun tujuan penulisan tugas ini adalah :
a.       Untuk memudahkan dalam proses pemilahan piring sesuai dengan jenis bahan logam dan non logam
b.      Mempercepat waktu pengerjaan pada proses pemilahan piring
c.       Mengetahui cara kerja sensor proximity induktif sebagai pendeteksi bahan logam dan non logam

II.                TINJAUAN PUSTAKA
Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan ARM NUC120 ini.
2.1  ARM NUC120
ARM atau singkatan dari Advanced RISC Machine adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32bit dengan Konstruksi RISC (Reduced Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini  dikembangkan oleh ARM Holdings. Mikroprosesor ARM mempunyai beberapa keluarga untuk menjangkau berbagai aplikasi, salah satunya adalah ARM Cortex Prosesor Embedded (ARM Cortex Embedded Processors).Prosesor-prosesor di keluarga seri CortexM telah dikembangkan khusus untuk domain mikrokontroler, dimana permintaan untuk kecepatan, determinasi waktu proses, dan manajemen interrupt bersama dengan jumlah gate silikon minimum (luas silikon yang minimum menentukan harga akhir prosesor) dan konsumsi daya yang minimum sangat diminati, seperti ARM CortexM0 yang merupakan prosesor untuk menggantikan aplikasi mikrokontroler 8/16bit dengan tipe ARM NUC120.

ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikrokontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0. ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan device programmer terpisah. NUC120 dapat beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Fuaall Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.


Gambar 2.1. Bentuk fisik ARM

Spesifikasi :
1.      Berbasis NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4 Kbyte Data Flash.
2.      Memiliki kemampuan IAP (In Applicaton Programming) dan ISP (In System Programming) melalui bootloader software pada LDROM.
3.      Tersedia jalur SWD (Serial Wire Debug) yang dapat digunakan untuk debugging serta programming.
4.      Dapat diprogram langsung melalui jalur USB.
5.      Mendukung Peripheral DMA mode.
6.      Memiliki 8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.
7.      Memiliki 4 buah timer 32 bit.
8.      Memiliki fungsi Watchdog dan RTC.
9.      Dilengkapi dengan 4 buah hardware PWM dengan resolusi 16 bit.
10.  Memiliki masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I2C.
11.  Memiliki 1 channel I2C.
12.  Tersedia antarmuka USB dan UART RS-485.
13.  Terdapat sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C dengan resolusi 1°C. Sensor ini memiliki gain -1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu 0°C.
14.  Memiliki hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down resistor, repeater mode, input inverter, dan open-drain mode.
15.  Terdapat 22 MHz internal osilator.
16.  Frekuensi osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.
17.  Frekuensi osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi RTC dan Low Power Mode.
18.  Tersedia rangkaian reset manual.
19.  Bekerja pada tegangan 3,3 – 5,5 V.
20.  Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 Ma
21.  Tersedia pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via regulator), catu daya eksternal 3,3 – 5,5 VDC (tanpa melalui regulator), atau menggunakan sumber catu daya dari jalur USB.
22.  Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA.

2.2  Motor DC GearBox
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak  langsung/directunidirectional.

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus.

Gambar 2.2. Bentuk fisik Motor DC
2.3    Proximity Induktif
Sensor Proximity Induktif  adalah sensor yang mampu mendeteksi keberadaan benda tanpa harus menyentuhnya. yang mendeteksi logam berdasarkan jarak yang diperolehnya, artinya sejauh mana kedekatan object yang. dideteksinya dengan sensor, sebab karakter dari sensor ini, mendeteksi object yang cukup dekat dengan satuan mili meter. agar prinsip itu terpenuhi maka dapat memakai prinsip induksi medan elektromagnet dimana menggunakan kumparan dan benda yang dideteksinya haruslah sebuah logam yang dapat membuat electron-electron mengalir dan terdeteksi.

Gambar 2.3. Bentuk fisik Proximity Induktif


2.4   LED RGB
LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

Cara kerja LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Gambar 2.4. Bentuk fisik LED RGB



2.5    Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.

Gambar 2.5. Bentuk fisik Motor Servo

III.             PERANCANGAN ALAT

3.1  Perangkat keras dan rangkaian elektronika
Adapun sistem yang digunakan adalah sebagai berikut :
1.      Mikrokontoler ARM NUC120
2.      Proximity Induktif
3.      Motor servo
4.      Motor DC
5.      Led RGB

3.2  Diagram Blok


Gambar 3.1. Diagram Blok


3.3  Diagram Alir


Gambar 3.2. Diagram Alir
3.4  Gambar Rangkaian

Gambar 3.3. Skematik Rangkaian
3.5  Gambar Pengawatan

Gambar 3.4. Pengawatan

3.6  Cara Kerja Alat
Alat ini kesemua pekerjaan diatur oleh mikrokontroler ARM NUC120 yang diprogram melalui komputer. Pertama LED merah akan menyala tanda bahwa alat mulai bekerja kemudian piring akan dijalankan dengan konveyor menggunakan motor DC. Piring akan dideteksi oleh sensor proximity induktif kemudian akan diletakkan ke wadah sesuai jenis bahan logam atau non logam. Wadah digerakkan dengan menggunakan motor servo yang bergerak sesuai jenis bahan dari piring.

IV.             PERANCANGAN MEKANIK
Pada alat ini menggunakan akrilik sebagai tempat konveyor dan menggunakan infraboard sebagai wadah piring setelah dipilah berdasarkan bahan logam dan non logam. Sensor proximity induktif berada di atas karpet pada konveyor sehingga piring dapat terdeteksi pada saat berjalan diatas konveyor.



gambar 4.1 Gambar tampak depan






Gambar 4.2 bagian pada konveyor




Gambar 4.3 bagian wadah setelah dipilah

V.                PENGUJIAN ALAT
Pengujian alat dilakukan menggunaka piring plastik dan tutup gelas berbahan logam, dikarenakan tidak ditemukannya piring logam yang kecil. Pada saat percobaan pertama yaitu menggunakan piring plastik, alat dapat bekerja dengan lancar, yaitu sensor tidak mendeteksi adanya logam sehingga lampu led hijau menyala dan posisi servo tidak berubah. Dipercobaan ke-2 menggunakan tutup gelas logam, sensor mendeteksi adanya logam, lampu led kuning menyala dan servo berubah posisi, kemudian dalam 1000ms servo kembali ke posisi semula.
VI.             KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan alat yang telah dirancang pada proyek ARM ini.
A.       Kesimpulan
1.      Dengan adanya alat pemilah piring ini, dapat memudahkan dalam pemilahan piring berdasarkan jenis bahan logam maupun non logam.

2.      Alat ini dapat digunakan sebagai objek pembelajaran bagi mahasiswa, khususnya mahasiswa teknik elektronika. Karena pada alat ini terdapat banyak komponen elektronika yang masih dapat dikembangkan lagi fungsinya.

B.       Saran 
1.      Untuk selanjutnya dapat dikembangkan lagi selain pemilah berdasarkan logam dan non logam.
2.      Penggunaan bahan yang lebih bagus dan mudah dimodifikasi serta menggunkan komponen terbaaru agar tidak ketinggalan zaman

REFERENSI
[1] Muhammad Imron, Andi Setiawan (2018)  Pemilah Barang Logam Dan Non-Logam Berbasis Plc Omron Cp1e-N30sdt-D. Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang.
[2] Achmad Kusnadi, Bagus Prabowo, Kevin Kurniawan, Muhammad  Nurkhakim W. (2017) . Conveyor Pemilah Bahan Logam dan Non Logam. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta
[3] Muhammad Imaduddin. (2016). Rancang Bangun Trainer Alat Penyortir Barang Logam Dan Non Logam Sebagai Media Pembelajaran Pada Mata Kuliah Dasar Sistem Kontrol. Universitas Negeri Semarang
  
Download Program ppt dan jurnal disini
 


BIODATA PENULIS


Urwah. Penulis dilahirkan di Semarang, 9 September 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Al-Irsyad Al Islamiyyah,  SMP NEGERI 3 Semarang, SMA NEGERI 5 Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.2.21. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 089527471600 atau melalui via email : urwahzd@gmail.com


Vivi Amalia Shofiana. Penulis dilahirkan di Salatiga, 30 April 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N Cebongan 3 Salatiga, SMP N 3 Salatiga dan SMK N 2 Salatiga. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.2.23
Apabila terdapat kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085742012641 atau melalui E-mail : viviamalia99@gmail.com


Wahid Dany N Penulis dilahirkan di Semarang, 22 February 1999, Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Srondol kulon 02 Semarang,  SMP NEGERI 27 Semarang, SMK NEGERI 11 Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.2.24. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 087825642079 atau melalui via email wahiddanyn@gmail.com


Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.