Pembuat Lem Kayu Dengan Pengaturan Suhu Dan Kecepatan Putar Pengaduk
Oleh
Wikan Dyah Palupi NIM: 612009028
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
i
INTISARI
Lem kayu merupakan salah satu barang yang banyak digunakan dalam segala keperluan baik keperluan kantor atau rumah tangga sebagai alat perekat. Dalam proses pembuatan lem kayu, terjadi perubahan tekstur adonan lem dari cair menjadi kental yang siap dipasarkan. Pada industri pembuat lem kayu, ditemukan kendala dimana saat tekstur
lem berubah maka kecepatan motor juga ikut berubah. Untuk mengatasi kendala ini, maka diperlukan sebuah alat yang dapat menstabilkan kecepatan motor saat tekstur lem berubah.
Pada skripsi ini, dibuat sebuah alat pembuat lem kayu yang dapat menstabilkan kecepatan motor menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali kecepatan. Alat ini memiliki dimensi 30 cm x 25 cm x 45 cm dengan rotary encoder sebagai sensor pembaca kecepatan, kompor gas sebagai pemanas, dan thermocouple sebagai sensor pembaca suhu. Suhu yang dibutuhkan untuk memanaskan lem kayu adalah 60 °C - 70 °C.
Dari hasil percobaan, alat ini dapat membuat lem kayu dengan volume 20 liter dan berat 34 kg dan didapatkan nilai Rotary per Minute (RPM) yang konstan sesuai dengan nilai masukan awal pada keypad dengan akurasi sebesar ±5%. Penggunaan suhu konstan 60 °C - 70 °C selama 45 menit menghasilkan ralat rata-rata sebesar 0,36 °C. Pembuatan lem kayu dengan alat ini membutuhkan biaya Rp 44.081,00.
ii ABSTRACT
Wood glue is one item that is widely used in all purpose whether for office or household as an adhesive tool. In a process of making wood glue, there is process that can change the texture of the dough glue from liquid texture becomes thin texture that ready to be marketed. In the industries of glue maker, it is found an issue when the texture of glue changes then the speed of the motor also changes. To overcome this issue, we need a device that can make the speed of the motor in constant condition when the texture of glue changes.
In this final project, it is created wood glue maker device that can make the speed of the motor in constant condition using microcontroller as speed controller. This device has dimension 30 cm x 25 cm x 45 cm with using rotary encoder as speed reader censor, gas stove as heater, and thermocouple as temperature reader censor. The temperature that is needed to heat the wood glue is around 60 °C - 70 °C.
The result of this experiment, this device can make wood glue with volume 20 liters and weight 34 kilograms and obtained constant Rotary per Minute (RPM) value same as input value from the keypad with accuration ±5%. Using constant temperature around 60 °C - 70 °C about 45 minutes results average misprint as 0.36 °C. Making wood glue
using this device needs cost about Rp 44.081,00.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus sumber segala kehidupan atas segala berkat kebaikan dan kasih yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Bapak Tri Priatmodjo dan Ibu Nuswardani Idhayanti orang tua yang luar biasa
yang tiada ganti dimana pun kapan pun, yang selalu memberi dorongan baik semangat kasih sayang dan materiil. Terima kasih sudah menjadi satu bagian dihidup wikan. Mas Edo the one and only my brother, semangat!!
2. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M.T. dan Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku pembimbing, terima kasih atas kesabaran, bimbingan, pengarahan, solusi, nasehat, dukungan, jawaban atas semua pertanyaan dan semua masukan yang tidak dapat disebutkan selama mengerjakan skripsi ini.
3. Keluarga besar Soepangat yang sayang banget dan selalu memberi dukungan dalam bentuk apapun. Kalian selalu dan akan tetap dihati. Keluarga besar Saidi. Mbak santy yang selalu menjadi tempat sampah disaat galau merana. God Bless!! 4. Teman-teman FTEK angkatan 2009, Ardhit, Ivan, Daniel, Agung, Gigih, Angga, Aksa, yang selalu hidup bersama selama pengerjaan di lab. Anel dan Yuli yang berjuang bersama dari awal penembungan skripsi. Astu yang menggembleng dari awal dan menjadi teman aronawa kombe disaat penat. Vita yang tidak bosan menjadi tempat curhat. Vinlux dan Anne yang sudah menjadi teman gandeng di akhir masa skripsi. Ciwi2 Enjel, Mbak Cik, Kristi, Nisa, Tiara, Rani . Dan 2009 yang lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu2. Kalian Bukan Teman Melainkan Keluarga !!!
iv
Demas, Mas Kumis, dan masih banyak banget, pokoknya You’re the best I’ve ever had !!!
6. Mas DK, Mas Daniel, Mas Wawa, Januar jamed yang sudah membuat skripsi ini dari nul sampai menjadi barang jadi. Entah apa yang harus penulis katakan, yang jelas kalian dewa!!
7. Keluarga besar JCC, terimakasih untuk keluarga yang indah dalam Kristus. Dan orang2 didalamnya yang sudah menjadi bagian indah. Plex, Tyo, Dinda, Wid you rock!!
8. Teman2 kos kemiri echa, rumi, cici, madu, lani, ima, grace. Love you.
9. Dosen-dosen pengajar, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita dan Mbak Yola terimakasih atas bantuannya dan kemesraannya.
10.Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah turut andil dalam proses pengerjaan skripsi ini.
11.Keluarga Besar FTJE... Sampai Tua Tua FTJE JAYA!!!!!
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Oktober 2015
v
1.2. Latar Belakang Permasalahan ... 1
vi
2.9. Katup ... 10
2.10. Thermocouple ... 11
2.11. Arduino Uno ... 12
2.12. Arduino Mega ... 13
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 16
3.1. Gambaran Sistem ... 16
3.2. Gambaran Kerja Alat ... 17
3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 18
3.4. Perancangan Perangkat Keras ... 19
3.4.1. Modul Pengontrol Kecepatan Motor ... 19
3.4.2. Modul Pengatur Pemanas ... 24
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 29
4.1. Pengujian Modul Pengatur Kecepatan Motor ... 29
4.2. Pengujian Modul Pengatur Pemanas ... 31
4.2.1. Pemantik Kompor ... 33
4.2.2. Katup Gas ... 34
vii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 40
5.1. Kesimpulan ... 40
5.2. Saran Pengembangan ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
LAMPIRAN ... 42
LAMPIRAN A (DATASHEET) ... 42
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Motor AC ... 5
Gambar 2.2. SSR Relay ... 5
Gambar 2.3. Bagan Rotary Encoder ... 6
Gambar 2.4. Rangkaian Tipikal Penghasil Pulsa Pada Rotary Encoder ... 7
Gambar 2.5. Kontruksi Keypad Untuk Mikrokontroler ... 7
Gambar 2.6. Bentuk Fisik Keypad 4x4 ... 8
Gambar 2.12. Kontruksi Thermocouple ... 11
Gambar 2.13. Board Arduino Uno ... 12
Gambar 2.14. Board Arduino Mega ... 14
Gambar 3.1. Blok Diagram ... 16
Gambar 3.2. Diagram Alir ... 18
Gambar 3.3. Rangkaian Modul Pengontrol Kecepatan Motor ... 20
Gambar 3.4. Perbandingan Pulley Kipas Dengan Pulley Motor 1 : 101/4 ... 22
Gambar 3.5. Rotary Encoder Pada Pulley Motor ... 23
Gambar 3.6. Rangkaian Modul Pengatur Pemanas ... 25
ix
Gambar 3.8. Kran dan Motor DC ... 27
Gambar 4.1. Tampilan Nilai RPM Pada LCD ... 29
Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Nilai RPM Set Point dengan RPM Aktual ... 30
Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Pematik ... 31
Gambar 4.4. Tampilan Suhu Pada LCD ... 32
Gambar 4.5. Pengujian Katup Gas Menggunakan Kompresor ... 34
Gambar 4.6. Pengujian Tekanan Pada Gas Elpiji Menggunakan Presure Gauge ... 35
Gambar 4.7. Lem Dilekatkan Pada Sepotong Kayu, Kiri : Hasil Lem Yang Dibuat , Kanan : Lem Yang Dijual ... 36
Gambar 4.8. Beban yang Dipakai Untuk Pengujian Lem. ... 36
Gambar 4.9. Kiri : Kayu yang direkatkan. Kanan : kayu yang dipasang beban. .... 37
Gambar 4.10. Pengujian lem selama 6 jam. ... 37
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Tabel Konfigurasi Arduino Mega ... 21
Tabel 3.2. Range RPM aktual ... 23
Tabel 3.3. Tabel Konfigurasi LCD 16x2 Pada Arduino Mega ... 24
Tabel 3.4. Tabel Konfigurasi Pin Arduino Uno ... 26
Tabel 3.5. Tabel Konfigurasi LCD 16x2 Pada Arduino Uno ... 28
Tabel 4.1. Nilai RPM Set Point dan RPM Aktual ... 30
xi
DAFTAR ISTILAH
A Ampere
AC Alternating Current
C Celcius
DC Direct Current
F Fahrenheit
GND Ground
HMI Human Machine Interface
IC Integrated Circuit
LED Light-Emitting Diode
PVC Polyvinyl Chloride
LCD Liquid Crystal Display
PWM Pulse Width Modulation
RPM Rotary Per Minute
SCR Silicon Control Rectifier
SSR Solid State Relay
