Rancang Bangun Sistem Sortasi Produk Berdasarkan Spesifikasi Berat Sebagai
Quality Control Pada Epoxy Section PT. Alteco Chemical Indonesia
Handri Trisna*), Meqorry Yusfi**), Dodon Yendri***), Ratna Aisuwarya****)
*†***†****
Sistem Komputer, **Fisika, Universitas Andalas
E-mail : *handri_genasix@yahoo.com, **meiqorry@yahoo.com,***dodon_y@yahoo.com, ****
aisuwarya@gmail.com Abstrak
Rancang bangun sistem sortasi sebagai Quality Control produk pada Epoxy Section PT. Alteco Chemical Indonesia ini dibuat dengan menggunakan sensor berat yaitu
Load Cell. Proses integrasi sistem dilakukan dengan cara menghubungkan sensor, conveyor, LCD, motor DC dan komponen lainnya pada mikrokontroler. Proses sortasi
produk sendiri dilakukan dengan cara membandingkan nilai berat terukur yang akan ditampilkan oleh LCD dengan spesifikasi berat yang telah ditentukan, yaitu 34.45, 30.45, 24.05, 13.07, 7.45 dan 5.45 gram. Keluaran sistem berupa seleksi terhadap produk dengan kriteria output memenuhi atau tidak memenuhi spesifikasi berat melalui gate selector. Pengujian dilakukan dengan membandingkan hasil ukur berat produk pada sistem dengan hasil ukur pada timbangan digital menunjukkan nilai rata-rata error yang kecil yakni 0.49%.
Kata kunci : load cell, spesifikasi berat, conveyor, gate selector.
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di zaman yang semakin canggih ini kebutuhan manusia semakin tergantung dengan teknologi, dengan salah satunya pada proses produksi. Output dari proses produksi tidaklah selalu sempurna.
Walaupun proses penanganan dan pengolahan produk telah dilaksanakan dengan hati-hati, namun hasil pengukuran kualitas produk masih ditemukan bahwa produk tersebut memilik kualitas yang bervariasi. Oleh karena itu Quality Control (QC) memiliki peran yang sangat penting agar produk dan service berada dalam level kualitas yang diharapkan.
Untuk menjaga kualitas produk yang diharapkan diperlukan suatu sistem yang dapat mempermudah melakukan sortir produk secara otomatis serta dapat dijadikan sebagai acuan
QC untuk meningkatkan mutu.
1.2 Tinjauan Pustaka 1.2.1 Mesin Sortasi
Salah satu jenis mesin sortasi adalah mesin sortasi berdasarkan berat. Mesin sortasi ini bertenaga motor transmisi untuk menggerakan unit penimbang yang berputar, dimana produk yang melebihi standar berat untuk unit penimbang akan dikeluarkan sedangkan yang lebih ringan akan dialirkan menuju kategori
unit penimbang berikutnya dengan standar berat yang ditentukan[1].
1.2.2 Sensor, Strain Gauge dan Load Cell Transduksi massa dapat bervariasi dan bergantung pada perubahan parameter fisis yang digunakan[1]. Sensor massa juga dapat menggunakan device berbasis piezoresistif..
Piezoresistif yang popular adalah strain gauge. Strain (ε) adalah sejumlah deformasi pada
material sebagai pengaruh dari aplikasi gaya.
Device yang menggunakan prinsip strain gauge, secara internal yang sering digunakan
untuk mengukur massa adalah load cell.
Keluaran dari sensor load cell terdiri dari empat kabel yang berwarna merah, hitam, hijau/biru dan putih (data sheet kalibrasi). Kabel merah merupakan input tegangan sensor (18 volt) dan kabel hitam merupakan input
ground pada sensor (1 mV).
1.2.3 Weight Sensor Module IC-HX711
Weight Sensor Module merupakan kit
dasar yang dapat digunakan untuk melakukan pengukuran berat hingga 1 kg. Perbedaan tegangan output dari sensor load cell yang terukur sangat kecil yaitu dalam orde µV (mikroVolt). Modul penguat ini dilengkapi dengan chip HX711 yang memiliki tingkat presisi 24 bit Analog to Digital Converter (ADC).
Weight Sensor Module ini memiliki fungsi
lain yaitu respon yang cepat dan ketahanan.
Interface modul ini compatible dengan I/O
Arduino. Pengkabelan untuk Weight Sensor
Module ini disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengkabelan Weight Sensor Module Hx711 Merah E+ Putih E- Hitam S- Hijau S+ 1.2.4 Sistem Kontrol
Sistem kontrol (control system) merupakan sekumpulan cara atau metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja, karakteristik hasil pekerjaan sesuai dengan harapan, mulai dari system yang semula dilakukan oleh manusia menjadi serba otomatis [6].
2. METODOLOGI
PENELITIAN
Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian percobaan (experimental research). Produk yang akan disortir adalah produk-produk Epoxy Section PT. Alteco Chemical Indonesia (Tabel 2).
Tabel 2. Macam Produk Epoxy Section No . Produk Berat Resin A (gr) Berat Hardene r B (gr)
1 2 Ton Quick Steel 30,4 26,4 2 2 Ton Epo (A+B)
Quick Epoxy Steel 30,4 26,4
3 3 Ton Epoxy 30,4 26,4 4 3 Ton Quick Epoxy General 30,4 26,4 5 3 Ton Quick Epoxy Annas (Strong) 30,4 26,4 6 F-05 6 gr Clear Epoxy 3 3 7 F-05 20 gr Clear Epoxy 10 10 8 F-05 40 gr Clear Epoxy 20 20 9 F-6000 Clear Epoxy 20 20 10 F-6100 Clear Epoxy 20 20 11 3 Ton Quick Epoxy (10 gr) 5 5
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa setiap jenis produk terbagi atas Resin (A) dan
Hardener (B), serta memiliki variasi berat
bersih (netto) dalam gram (gr). Produk yang berbentuk cairan adhesive, kemudian dikemas ke dalam tube (Tabel 3).
Tabel 3. Spesifikasi Tube Produk Nam a Tube Berat (gr) Penggunaan M-19 4,05 - 4,25 Produk nomor 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10(A&B) M-16 3,07 -
3,15 Produk nomor 7(A&B) M-13 2,45 -
2,49
Produk nomor 6(A&B) dan 11(A&B)
Produk yang dihasilkan Epoxy Section PT. Alteco Chemical Indonesia setelah dikemas ke dalam tube masing-masing (Gambar 1).
Gambar 1. Macam Produk Epoxy Section
3. PERANCANGANSISTEM 3.1 Perancangan Hardware
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Proses sortir Gambar 2 diawali dengan pemilihan spesifikasi berat yang akan diukur, kemudian produk akan dibawa oleh conveyor dan dijatuhkan diatas wadah penampang sensor
load cell. Output dari load cell adalah berupa
sinyal analog yang akan diperkuat dengan
signal conditioning dan masuk ke ADC untuk
diubah menjadi sinyal digital. Deteksi objek
oleh Load Cell
Conveyor Belt bergerak membawa produk Mikrokontroler ATMega 32 Motor Selector bergerak ke kiri Produk memenuhi spesifikasi berat Motor Selector bergerak ke kanan Produk tidak memenuhi spesifikasi berat Spesifikasi berat Signal Conditioning
Nilai sinyal digital yang terproses ditampilkan pada LCD. Nilai tersebut menjadi pembanding dalam pensortiran produk berdasarkan spesifikasi berat. Hasil berat produk dari objek yang diukur diproses untuk pengambilan keputusan. Setiap objek yang diukur menghasilkan dua jenis keputusan pada motor penggerak selector, yaitu produk yang memenuhi spesifikasi atau lebih akan bergerak ke kiri dan tidak memenuhi spesifikasi bergerak ke kanan.
3.2 Perancangan Software
Perancangan software ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3. Flowchart Sistem Sortasi Produk Secara umum, skema pada Gambar 3 memperlihatkan kesesuaian dengan Gambar 2. Sistem pada software mengikuti system pada hardware, begitu pula sebaliknya.
4.
HASIL
DAN
PEMBAHASAN
Sistem sortasi produk berdasarkan spesifikasi berat yang dirancang memiliki enam spesifikasi jenis berat netto yang dihasilkan yakni 30.4, 26.4, 20, 10, 5 dan 3 gram. Untuk mendapatkan nilai spesifikasi beratnya, setiap berat netto ditambahkan dengan berat masing-masing tube. Nilai berat minimum ditentukan dari setiap tube yang bertujuan untuk mendapatkan nilai terkecil dari tiap spesifikasi berat produk (persamaan 1).
Spesifikasi Berat = Berat Netto + Berat
Minimum Tube (1)
Enam spesifikasi berat produk disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Spesifikasi Berat Produk Epoxy
Section N o Berat Netto (gr) Nomor Produk Berat Min. Tube (gr) Spesifik asi Berat (gr) 1 30,4 1(A), 2(A), 3(A), 4(A), 5(A) 4,05 34,45 2 26,4 1(B), 2(B), 3(B), 4(B), 5(B) 4,05 30,45 3 20 8(AB), 9(AB), 10(AB) 4,05 24,05 4 10 7(AB) 3,07 13,07 5 5 11(AB) 2,45 7,45 6 3 6(AB) 2,45 5,45
4.1 Pengujian Sensor Load Cell
Pengujian sensor load cell dilakukan dengan tanpa beban atau dengan beban variasi. Beban variasi adalah beban buatan (gambar 4) dari bahan pasir yang dikemas ke dalam plastik mulai dari 10 hingga 190 gram.
Gambar 4. Beban Pasir Buatan
START
Produk jatuh di atas penampang Load Cell
N
Y
Berat Terukur >= Spesifikasi
Set spesifikasi berat untuk produk yang akan diukur
Berat Terukur = berat netto + berat minimal tube
Produk masuk ke wadah penampung A
Kontroler mengirimkan sinyal sehingga motor selektor bergerak ke kanan
Swipe produk Kontroler mengirimkan sinyal
sehingga motor selektor bergerak ke kiri Swipe produk Produk masuk ke wadah penampung B Y N
Titik pengujian berat dan tegangan output pada load cell ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Titik Pengujian Tegangan
Output Load Cell
Warna
Kabel Merah Putih Hijau Hitam Keterang an 5 Volt Data (+) Data (-) GND
Pengukuran tegangan output load cell dilakukan pada titik kabel putih (+) dan kabel hijau (-). Hasil pengujian tegangan output sensor load cell (Tabel 6) dan output grafik (Gambar 5).
Tabel 6 Pengujian Tegangan Output Load
Cell No. Berat Beban (gram) Tegangan Output (mV) 1 0 (tanpa beban) 0,3 2 10 0,4 3 20 0,5 4 30 0,5 5 40 0,6 6 50 0,7 7 60 0,8 8 70 0,9 9 80 0,9 10 90 1,0 11 100 1,1 12 110 1,2 13 120 1,3 14 130 1,3 15 140 1,4 16 150 1,5 17 160 1,6 18 170 1,6 19 180 1,7 20 190 1,8
Gambar 5. Grafik Pengujian Tegangan
Output Load Cell
Pengujian tanpa beban (0 gram) dibaca tegangan sebesar 0,3 mV. Pada beban 190 gram dibaca tegangan sebesar 1,8 mV.
Dari hasil pengujian Tabel 6, dapat dihitung hasil analisa regresi linear dengan hasil 0,996 (linier) menggnakan persamaan 2.
bx a
y (2)
4.2 Pengujian Hasil dan Error Pengukuran Dari data pengujian yang telah diperoleh, dihitung nilai error (%) dengan persamaan 3.
100% 2 1 % 100 (%) x data data Error (3) Hasil pengujian dan perhitungan error (%) disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Pengukuran Pada Alat dan Timbangan Digital No. Hasil Pengukuran (gr) Error (%) Pada Sistem Pada Timbangan Digital 1 9,37 9,45 0,85 2 19,61 19,67 0,31 3 30,18 30,15 0,09 4 39,43 39,39 0,10 5 49,14 48,97 0,35 6 59,69 59,27 0,70 7 69,65 69,13 0,75 8 79,70 79,68 0,03 9 89,85 89,22 0,70 10 97,23 96,55 0,70 11 108,94 108,20 0,68 12 119,51 118,70 0,68 13 129,99 129,78 0,01 14 138,99 138,75 0,17 15 149,14 148,13 0,68 16 159,40 158,35 0,66 17 169,91 168,88 0,61 18 180,47 179,37 0,61 19 190,84 189,40 0,75
Dari Tabel 7 diatas dapat dihitung nilai rata-rata error (%) dengan hasil yang cukup keci; yaitu 0,4963% menggunakan persamaan 4.
jumlahdata data rataError
Rata (%)
(4) 4.3 Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian sistem ini meliputi seluruh komponen seperti sensor load cell, enam tombol spesifikasi berat, LCD, motor conveyor, motor selector dan motor swiper (Gambar 6). -1 1 3 5 0 30 60 90 120 150 180 Vout (mV) Linear (Vout (mV))
Gambar 6. Gambar Sistem Keseluruhan Hasil pengujian sistem setiap spesifikasi berat disajikan pada Tabel 8 hingga Tabel 13.
Tabel 8. Pengujian Tombol Satu (Spesifikasi 34,45 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 34,73 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 2. 34,81 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 3. 34,80 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 4. 34,68 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 5. 33,81 Kanan / Tidak Memenuhi
Spesifikasi
Tabel 8 nomor 4 memenuhi spesifikasi, sedangkan untuk produk nomor 5 tidak memenuhi spesifikasi.
Tabel 9. Pengujian Tombol Dua (Spesifikasi 30,45 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 31,37 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 2. 31,69 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 3. 31,70 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 4. 31,00 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 5. 31,62 Kiri / Memenuhi Spesifikasi
Tabel 9 menujukkan bahwa produk nomor 1 sampai 5 memenuhi spesifikasi.
Tabel 10. Pengujian Tombol Tiga (Spesifikasi 24,05 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 22.52 Kanan / Tidak Memenuhi Spesifikasi 2. 22.01 Kanan / Tidak Memenuhi Spesifikasi 3. 22.96 Kanan / Tidak Memenuhi Spesifikasi 4. 23.00 Kanan / Tidak Memenuhi Spesifikasi 5. 23.11 Kanan / Tidak Memenuhi Spesifikasi Pada Tabel 10 menunjukkan pengujian produk nomor 1 sampai 5 tidak memenuhi spesifikasi karena objek produk telah mengalami kebocoran, sehingga berat netto berkurang.
Tabel 11. Pengujian Tombol Empat (Spesifikasi 13.07 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 13.27 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 2. 13.95 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 3. 13.27 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 4. 13.81 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 5. 13.80 Kiri / Memenuhi Spesifikasi
Pada Tabel 11 menunjukkan pengujian produk nomor 1 hingga nomor 5 memenuhi spesifikasi.
Tabel 12. Pengujian Tombol Lima (Spesifikasi 7.45 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 8,13 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 2. 7,55 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 3. 8,36 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 4. 7,53 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 5. 8,01 Kiri / Memenuhi Spesifikasi
Tabel 12 menunjukkan pengujian produk nomor 1 hingga nomor 5 memenuhi spesifikasi.
Tabel 13. Pengujian Tombol Enam (Spesifikasi 5.45 gr) No. Berat Produk Terukur (gr) Pergerakan Motor Selektor 1. 5.77 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 2. 5.85 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 3. 5.73 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 4. 5.74 Kiri / Memenuhi Spesifikasi 5. 5.75 Kiri / Memenuhi Spesifikasi
Pada Tabel 13 menunjukkan pengujian produk nomor 1 sampai nomor 5 memenuhi spesifikasi.
5.
KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan : a)
Produk epoxy section pada PT. Alteco
Chemical
Indonesia
berhasil
dikelompokkan menjadi enam spesifikasi
berat, yakni 34.45, 30.45, 24.05, 13.07,
7.45 dan 5.45 gram; b)Sensor load cell
telah berfungsi dengan baik, dengan nilai
regresi linear sebesar 0,996 (mendekati 1);
c) Hasil ukur berat beban pada sistem yang
dirancang dibandingkan dengan hasil ukur
pada timbangan digital memperoleh nilai
rata-rata error (%) yang sangat kecil yakni
sebesar 0,4963%.
6.DAFTARPUSTAKA
[1] Silanam K, Narongsak S, Sthit S. 2002.
Mango Sorter Machine. Bangkok,
Thailand: Institute for Scientific and Technological Research and Services, King Mongkut’s University of Technology Thonburi.
[2] Rice Lake Weighing System. 2001.
Product Information for
Sortation/Classifier System. Canada :
RLWS
[3] Sugriwan, Iwan, dkk. Tanpa Tahun.
Desain dan Karakterisasi load cell tipe CZL601 Sebagai Sensor Massa Untuk Mengukur Derajat Layu Pada Pengolahan Teh Hitam. Jurusan Fisika FMIPA ITS
Surabaya.
[4] Group, V.P. 2015. (Datasheet) Aluminum
Single-Point Load Cell Model 1002. URL:
http://www.vishaypg.com /doc?12001, diakses tanggal 26 September 2015. [5] DFRobot. 2015. Weight Sensor Module
Hx711.,URL:
http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/W eight_Sensor_Module_V1 (Diakses pada 26 September 2015.
[6] Triwiyatno, Aris. 2011. Buku Ajar Sistem
Kontrol Analog URL:
http://aristriwiyatno.blog.undip.ac.id/files/ 2011/10/Bab-1-Konsep-Umum-Sistem-Kontrol.pdf , Diakses pada 28 September 2015.
[6] Developers, Arduino. 2015. Arduino Uno. URL:
http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUn o.
