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: