BANDUNG
2015
vii LEMBAR PENGESAHAN ... i LEMBAR PERNYATAAN ... ii ABSTRAK ... iii ABSTRACT ... iv KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 1
1.3 Maksud dan Tujuan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Metode Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ………...………… 3
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1 Sistem Kendali ... 5
2.1.1 Jenis-Jenis Kendali ………..……… 5
2.1.1.1 Sistem Open Loop ………..………. 5
2.1.1.2 Sistem Close Loop ………..………….… 6
2.2 Perangkat Keras………. 6
2.2.1 Mikrokontroler ... 6
2.3 Jenis-Jenis Motor ………..………….. 10
2.3.1 Motor DC ….……….……... 10
2.3.2 Motor Stepper ……… 13
2.3.2.1 Pengendali Motor Stepper ………. 16
viii
2.4.2 L293D ... 23
2.5 Modul HX711 ……… 25 2.6 Sensor Load Cell ……… 26 2.7 Liquid Crystal Display (LCD) ………..…. 28 2.8 Keypad 4x4 ……….……… 29
2.9 Regulator ……… 30 2.10 Perangkat Lunak ………...……… 30 2.11 Pengukuran Akurasi Dan Eror ………..………..…………. 31 BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 33
3.1 Rancang Bangun Alat ... 33
3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 34
3.2.1 Rangkaian Pengontrol Sistem Penggiling Otomatis ... 34
3.2.2 Rangkaian Driver Relay Motor DC ... 37
3.2.3 Rangkaian Sensor Load Cell Pada HX711 ... 37
3.2.4 Rangkaian Driver Motor Stepper ... 38
3.2.5 Rangkaian Catu Daya ... 38
3.2.6 Desain Penggilingan Otomatis ... 39
3.3 Peracangan Perangkat Lunak ... 43
3.3.1 Algoritma Dasar ... 43
3.3.2 Prosedur Keypad ………..………….……… 45
3.3.3 Desain Menu Pada LCD ... 46
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ... 47
4.1 Pengujian Alat ... 47
4.1.1 Cara Penggunaan Alat Penggiling Obat ... 47
4.1.2 Pengujian Sistem Penggiling ………..….……. 49
ix
5.2 Saran ... 54 DAFTAR PUSTAKA ... 55
x
Tabel 3.1 Pin-Pin Konfigurasi Mikrokontroler dan Komponen ... 36
Tabel 3.2 Konfigurasi Keypad ……….……… 45
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Penggilingan Obat Dengan Pembagi Dua ... 49
xi
Gambar 2.1 Sistem Open Loop ... 5
Gambar 2.2 Sistem Close Close Loop ... 6
Gambar 2.3 ATMEGA128 ... 6
Gambar 2.4 Inoduino Board ... 9
Gambar 2.5 Dasar Power Window ... 10
Gambar 2.6 Kontruksi Motor Power Window ... 10
Gambar 2.7 Penampang Melintang Dari Motor Stepper tipe VR ... 14
Gambar 2.8 Ilustrasi Motor Stepper tipe PM ... 14
Gambar 2.9 Penampang Melintang Motor Stepper tipe hybrid ... 15
Gambar 2.10 Motor Stepper Dengan Lilitan Unipolar ...15
Gambar 2.11 Motor Stepper Dengan Lilitan Bipolar... 16
Gambar 2.12 Skema Rangkaian Pengendali Motor Stepper ...17
Gambar 2.13 Bentuk Pulsa Keluaran Dan Penerapan Pulsa Pengendali Motor ...17
Gambar 2.14 Motor Servo... 18
Gambar 2.15 Posisi Servo ... 19
Gambar 2.16 Prinsip Kerja Servo ... 20
Gambar 2.17 Relay Elektro Mekanik Posisi NC (Normally Close) ... 21
Gambar 2.18 Relay Elektro Mekanik Posisi NO (Normally Open) ... 21
Gambar 2.19 Rangkaian Driver Relay ... 23
Gambar 2.20 Kontruksi IC L293D ... 23
Gambar 2.21 Rangkaian Driver Motor DC IC L293D ... 25
Gambar 2.22 Modul HX711 ... 25
Gambar 2.23 Sensor Load Cell ... 26
Gambar 2.24 Kontruksi Sensor Load Cell ... 27
Gambar 2.25 LCD 2x16 ... 28
Gambar 2.26 Rangkaian Interface LCD ... 28
Gambar 2.27 Pin Konfigurasi ... 28
Gambar 2.28 Keypad 4x4 ... 29
xii
Gambar 3.3 Soket PCB POWER (J6) Dan PCB Analog (J7) ... 35
Gambar 3.4 Soket Digital (J5) ... 35
Gambar 3.5 Rangkaian Driver Relay Motor DC ... 37
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Load Cell Pada HX711 ... 37
Gambar 3.7 IC L293D ... 38
Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya 5volt, 9 volt Dan 12 volt ... 39
Gambar 3.9 Rancangan Kerangka Penggilingan ... 39
Gambar 3.10 Penggilingan Tampak Depan ... 40
Gambar 3.11 Penggilingan Tampak Belakang ... 40
Gambar 3.12 Penggilimhan Tampak Atas ……….……….. 41
Gambar 3.13 Antarmuka Sebagai Komunikasi ... 41
Gambar 3.14 Rangkaian Pengontrol Alat ... 42
Gambar 3.15 Motor Pendorong Obat ... 42
Gambar 3.16 Timbangan Obat ... 43
Gambar 3.17 Diagram Alir Algoritma Dasar Kerja Alat ... 44
Gambar 3.18 Perancangan Antarmuka Pada LCD 2x16 ... 46
Gambar 4.1 Tampilan Awal ... 47
Gambar 4.2 Tampilan Berat Obat ... 47
Gambar 4.3 Tampilan Melihat Hasil Timbang ... 47
Gambar 4.4 Tampilan Hasil Timbang Obat ... 48
Gambar 4.5 Tampilan Proses Pembagian ... 48
Gambar 4.6 Tampilan Giling Obat ………..………. 48
Gambar 4.7 Tampilan Proses Giling ... 48
Gambar 4.8 Tampilan Berat Akhir ... 48
Gambar 4.9 Tampilan Proses Penimbangan ... 49
Gambar 4.10 Tampilan Ambil Obat ... 49
Gambar 4.11 Grafik Akurasi dan Eror Pembagi Dua ... 50
Gambar 4.12 Grafik Waktu Penggilingan Pembagi Dua ... 50
Gambar 4.13 Grafik Akurasi dan Eror Pembagi Tiga ... 51
55
[1] Albert, P, Malvino. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid 1, Jakarta : Salemba Teknika, 2003
[2] Endra Pitowarno. Robotika Disain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan, Yogyakarta, 2006
[3] Banzi, Massimo. “Getting Started with Arduino”.O’Reilly.2008
[4] J.G. Rocha, C. Couto, J.H. Correia. 2000. Smart Load Cells: an industrial application. Sensor and Actuator, Science Direct Journal, Elsevier.
[5] Christianto, Tjahyadi. Driver motor Berbasis H-Bridge, Yogyakarta, 2014 [6] Taufiq D.S., Suyadhi. Robot 1 Driver Motor, Bandung, 2013
[7] William David Cooper, Instrumentasi Elektronik dan Pengukuran, Agustus 2015 (https://www.scribd.com/doc/60303652/Bab-1-Pengukuran-Dan-Kesalahan#scribd), diakses 9 Agustus 2015.
[8] IndoWare, Modul Timbangan HX711, Agustus 2015 (http://www.indo- ware.com/produk-2859-hx711-hx-711-adc-sensor-weigh-timbangan-modul-.html), diakses 9 Agustus 2015.
[9] Mashuri, Electric Instrument, Agustus 2015
(http://mashurielectric.blogspot.com/2013/02/teori-dasar-load-cell.html), diakses 9 Agustus 2015.
DATA PRIBADI
Nama : Zulfahmi
Jenis kelamin : Laki-laki
Tempat, Tanggal Lahir : Medan, 13 Juli 1990 Kewarganegaraan : Indonesia
Status Perkawinan : Belum Menikah Tinggi, Berat Badan : 168 cm, 47kg Kesehatan : Sangat Baik
Agama : Islam
Alamat Lengkap : Jl.Pelesiran Gg.Stune Rt 03/Rw 06 No.117 Kel.Lebak Siliwangi Kec.Coblong, Bandung 40132
Telepon : 087823931071
E-mail : zulfahmi1307@gmail.com
RIWAYAT ORANG TUA
Nama Ayah : Sofyan
Alamat Lengkap : Jl.Pelesiran Gg.Stune Rt 03/Rw 06 No.117 Kel.Lebak Siliwangi Kec.Coblong, Bandung 40132
Telepon : 022-82520250
SD PELESIRAN BANDUNG, 2002 SMP NASIONAL BANDUNG, 2005
SMK PUTRA PAJAJARAN BANDUNG, 2008 UNIKOM (TEKNIK KOMPUTER), 2015 - Non-formal
Seminar Animation , 2013
Enter Training Center, kursus B.Inggris , 2013
KEMAMPUAN
Kemampuan Teknik Komputer dan Informatika (Maintenance, Teknisi, Networking, MS office, corel application, adobe application, web programming & design,
programmer aplication)
PENGALAMAN KERJA
Kerja praktek di PT. Timah (Persero) selama 2 bulan pada 2011 sebagai instalasi jaringan dan teknisi.
Bandung, 22 Agustus 2015
1
Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung
1
zulfahmi1307@gmail.com, 2kangayub@gmail.com
ABSTRAK
Penggilingan otomatis ini merupakan salah satu alternatif yang dapat menggantikan proses penggilingan obat secara biasa atau umum, karena penggiling otomatis ini tidak hanya menggiling obat saja melainkan melakukan penakaran obat yang telah digiling. Hasil pengujian pada penggilingan obat otomatis ini berat maksimum yang dapat digiling adalah 6 gram. percobaan pada pembagi 2 dan pembagi 3 menunjukan bahwa waktu total penggilingan rata-rata yang yang diperlukan yaitu 1 gram/ 4 menit, waktu yang digunakan cukup lama dikarenakan bahan yang membentuk obat tersebut sangat padat dan keras serta proses penggilingan dilakukan dua kali, pada tahap penggilingan pertama untuk penghancuran dan pada tahap kedua proses penghalusan yang menggunakan motor servo yang cukup lambat.
Pada hasil penggilingan ini terjadinya eror atau penyusutan pada serbuk obat yang keluar dikarenakan adanya space pada dasar penggiling sehingga terdapat serbuk obat yang masih tertinggal didalam mesin penggilingan obat. Rata-rata eror percobaan tiap 1 gram masing-masing yaitu kurang dari 10 %.
Kata Kunci: Penggilingan, sensor timbangan, modul timbangan, motor penggiling obat.
1. PENDAHULUAN
Saat ini penggilingan obat berjenis tablet untuk pembuatan puyer yang dikerjakan di laboratorium masih dikerjakan secara manual oleh apoteker. seperti pada penghancuran masih dikerjakan oleh apoteker, sehingga tidak menutup kemungkinan pasti akan terjadinya suatu kesalahan saat memberi takaran komposisi dikarenakan manusia mempunyai keterbatasan dalam kesehatan yang ada sehingga berdampak kurang telitinya dalam memberi takaran pada saat penakaran obat.
2. PERANCANGAN
Perancangan yang dilakukan terdiri dari perancangan mekanik, perancangan perangkat keras.
Perancangan Mekanik
Gambar 1. Desain Keseluruhan Penggilingan
Gambar 2. Tampak Atas
2
Gambar 4. Kontroller Alat
Perancangan Perangkat Keras
Sistem yang akan dirancang ditunjukkan pada Gambar 2.
Sistem Kontrol otomatis Inoduino
Sensor Load Cell Bagian atas Keypad matriks 4x4 Motor Stepper Motor DC (power window)
Sensor Load Cell
bagian bawah LCD 16x2
Gambar 5. Diagram Blok Sistem
Sistem kontrol Arduino Inoduino yang berfungsi untuk mengolah data dari sensor Loadcell, modul HX711, Driver Motor Stepper, Driver Relay Motor DC, Servo.
Sensor Load cell adalah komponen utama pada sistem timbangan digital, tingat keakurasian timbangan ini tergantung dari jenis load cell yang dipakai, sensor load cell apabila diberi beban pada inti besi maka nilai resistansi di strain gaugeakan berubahyang dikeluarkan melalui empat buah kabel, dua kabel sebagai eksistansi dan dua kabel lainnya sebagai sinyal keluaran ke kontrolnya. Gambar di bawah ini adalah bentuk fisik dari sensor load cell.
Gambar 6. Sensor Load Cell
mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. HX711 ini terintegrasi dari Avia Semiconductor
presisi 24-bit analog to digital (ADC)
Gambar 7. Rangkaian Sensor Loadcell HX711
Driver Motor Stepper menggunakan IC L293D dimana IC ini di desain khusus sebagai Driver Motor DC atau Motor Stepper dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor stepper yang dikontrol dengan driver IC L293D yang dapat dihubungkan ke ground (GND). Berikut gambar rangkaian driver motor stepper dibawah ini
Gambar 8. Rangkaian Driver Motor Stepper
Driver Relay Motor DC digunakan sebagai saklar pada motor DC sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power suplly . berikut gambar rangkaian driver motor DC
3
yang nantinya akan dijadikan sebagai algoritma kendali dari keseluruhan sistem kerja pada penggiling otomatis. Algoritma tersebut dituliskan pada sebuah Program Arduino dengan bahasa C/ C++ kemudian disimpan pada sebuah Arduino Inoduino, maka secara otomatis Inoduino akan mengerjakan seluruh program.
Gambar 10. Prinsip Kerja Penggiling Obat
3. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
Cara penggunaan penggilingan obat otomatis
Gambar 11. Tampilan Awal
Gambar 12. Tampilan Berat Obat
Sedangkan tampilam pada gambar di atas menampilkan berat obat yang sedang ditimbang.
Gambar 13. Tampilan Lihat Hasil
Tampilan untuk melihat hasil timbangan obat dengan menekan keypad tekan “B”.
Gambar 14. Tampilan Hasil Timbangan Obat Tampilan pada gambar di atas menunjukan berat obat yang telah terhitung kemudian ditampilkan pada LCD.
Gambar 15. Proses Pembagian
Tampilan pada gambar di atas menunjukan berat obat yang telah terhitung kemudian melakukan proses pembagian dengan “input angka”.
Gambar 16. Tampilan Giling Obat
Tampilan pada gambar di atas menunjukan apabila obat telah terhitung berat dan proses pembagian maka langkah selanjutnya “Giling Obat” dengan menekan “C”, jika untuk membatalkan penggilingan untuk merubah hasil bagi dapat menekan “*”.
Gambar 17 Tampilan Proses Giling
Pada tampilan ini menunjukan adanya proses penggilingan obat.
4
Gambar 18 Tampilan Berat Akhir
Pada Tampilan ini menunjukan berat akhir pada LCD dengan menekan “D”.
Gambar 19. Tampilam Proses Penggilingan Untuk tampilan akhir ini akan muncul setelah proses penggilingan selesai. Setelah itu akan muncul tampilan pada gambar, dimana “HASIL =_” dan pada “Berat Akhir = _ gram” menunjukan apabila berat yang keluar sesuai dengan Berat Akhir maka proses selesai.
Gambar 20. Tampilan Ambil Obat
Jika proses penimbangan selesai atau kondisi terpenuhi maka akan muncul tampilan “Ambil Obat” pada layar LCD
A.Pengujian Alat
Tabel 1 pengujian dengan pembagi 2
Gambar 21. Data Presentasi Akurasi dan Eror
Gambar 22. Waktu Penggilingan Pembagi Dua
Tabel 2 pengujian dengan pembagi 3
Gambar 23. Presentasi Akurasi dan Eror Pembagi Tiga
Gambar 24. Waktu Penggilingan Pembagi Tiga Pada proses pengujian yang terjadi pada bagian penggilingan ini menggunakan motor driver yang menggunakan relay sehingga menyebabkan motor dapat difungsikan dan non-fungsikan. Untuk mengantisipasi tablet obat yang mengganjal kinerja mekanik yang digerakan oleh motor DC (power
5
Dilihat dari data percobaan di atas diambil 2 kali percobaan pada pembagi 2 menunjukan bahwa waktu total penggilingan rata-rata yang yang diperlukan yaitu 1 gram/ 4 menit, waktu yang digunakan cukup lama dikarenakan bahan yang membentuk obat tersebut sangat padat dan keras serta proses penggilingan dilakukan dua kali, pada tahap penggilingan pertama untuk penghancuran dan pada tahap kedua proses penghalusan yang menggunakan motor servo yang cukup lambat. Pada percobaan dengan pembagi tiga yang memakan waktu yang cukup lama dikarenakan percobaan ini menggunakan pembagi tiga serta penggilingan pada tahap kedua proses penghalusan yang mengunakan motor servo.
Terjadinya eror pada output yang berupa serbuk obat yang keluar dikarenakan adanya space pada dasar penggiling sehingga terdapat serbuk obat yang masih tertinggal didalam mesin penggilingan obat. Rata-rata eror percobaan masing-masing yaitu kurang dari 10 %.
Perhitungan Performansi Alat
Setelah diperoleh data pengukuran kemudian dilakukan perhitungan gunamengetahui performa masing-masing alat.
Perhitungan Eror
Eror atau kesalahan adalah penyimpanan nilai dari suatu pengukuran terhadap harga sebenarnya, dapat dinyatakan dalam error absolute atau prosen eror.
e= | Yn - Xn | ……… (1 )
dimana e = error absolute, Yn = nilai sebenarnya
Xn = nilai hasil pengukuran
Jika ingin menyatakan eror dalam prosen adalah sebagai berikut :
Prosen error % = ……….(2 )
Data-data hasil pengukuran, kemudian dihitung untuk mengetahui nilai eror dengan menggunakan persamaan (2).
hasil pengukuran suatu alat ukur terhadap suatu nilai yang benar. Untuk mendapatkan nilai akurasi relative digunakan persamann sebagai berikut :
| x 100% ………. (3)
Dimana :
Xn = nilai hasil pengukuran Yn = nilai sebenarnya A= akurasi relative
Akurasi dapat pula dinyatakan dalam prosen akurasi sebagai berikut :
Prosen error = 100 % - prosentase eror ……(4)
Nilai akurasi pada pengujian alat ini dinyatakan dalam persen dengan menggunakan persamaan 4.
Dari hasil pengujian dan analisisa berdasarkan data tabel 4.1 dan tabel 4.2 dengan menggunakan persamaan 1 dan 2 dapat diketahui nilai Akurasi dan Eror sebagai berikut :
e = |Yn – Xn| = 5 gram – 4.7 gram = 0.3 gram (1) Prosen Error % = = = 6 % (2) A = 1- x 100% = 1- x 100% = 94 % (3)
6
Berdasarkan hasil pengujian dan analisa data di atas dimana perangkat keras (Hardware) dapat beroperasi sesuai dengan perancangan awal maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Sistem penggilingan obat ini difungsikan
dengan motor DC (Power Window) dan motor servo .
2. Terjadi pengurangan berat dari hasil penggilingan yang dikeluarkan setelah mengalami proses penggilingan.
3. Masih terjadi error pada alat yang telah dibuat. 4. Keluaran sinyal listrik akan mengalami
kenaikan apabila mendapatkan beban dan akan mengalami penurunan apabila beban dikurangi. 5. Pada perancangan ini sensor strain gauge load
cell L6B menggunakan tegangan listrik 5 Volt DC.
Adapun saran dari penulis adalah sebagai berikut :
1. Perlu dikembangkan dalam hal pengontrolan kendali pada motor power window yang dimana ketika baterai yang digunakan sebagai sumber utama mulai berkurang level tegangannya, maka akan mempengaruhi terhadap kecepatan putaran motor serta pada proses penggilingan obat terhambat karena perputaran penggiling menjadi lambat.
2. Dan perlu diperbaiki kembali dari segi mekanik pada proses penggilingan. Karena masih terdapat error,missal hasil dari proses penggilingan kasar. 3. Apabila obat yang digiling terlalu banyak maka
penggilingan terhenti dikarenakan memenuhi ruang penggiling.
4. Alat ini dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan data penyimpanan pada data base komputer, serta dapat dilakukan pencetakkan data menggunkan print.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Albert, P, Malvino. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid 1, Jakarta : Salemba Teknika, 2003 [2] Endra Pitowarno. Robotika Disain, Kontrol, dan
Kecerdasan Buatan, Yogyakarta, 2006
[3] Banzi, Massimo. “Getting Started with Arduino”. O’Reilly.2008
Load Cells: an industrial application. Sensor and Actuator, Science Direct Journal, Elsevier. [5] Christianto, Tjahyadi. Driver motor Berbasis
H-Bridge, Yogyakarta, 2014
[6] Taufiq D.S., Suyadhi. Robot 1 Driver Motor,
v
