PROPOSAL TUGAS AKHIR
PROPOSAL TUGAS AKHIR
MINIATUR PENGANGKUT SAMPAH OTOMATIS PADA KANAL
MINIATUR PENGANGKUT SAMPAH OTOMATIS PADA KANAL
BANJIR MENGGUNAKAN PLC
BANJIR MENGGUNAKAN PLC
Disusun oleh :
Disusun oleh :
Lukman Heru
Lukman Heru Andriawan (308531314851)
Andriawan (308531314851)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
APRIL 2011
APRIL 2011
A. LATAR BELAKANG
Banjir merupakan fenomena alam yang biasa terjadi di suatu kawasan yang banyak dialiri oleh aliran sungai. Bencana banjir hampir setiap musim penghujan
melanda Indonesia. Bencana banjir dapat menimbulkan beberapa kerugian bagi manusia, seperti rusaknya areal pemukiman penduduk , sulitnya mendapatkan air bersih, rusaknya sarana dan prasarana penduduk, timbulnya berbagai macam penyakit, dan sebagainya. Kejadian bencana banjir tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor alam berupa curah hujan yang diatas normal dan adanya pasang naik air laut. Disamping itu faktor ulah manusia juga berperan penting seperti penggunaan lahan yang tidak tepat (pemukiman di daerah bantaran sungai, di daerah resapan, penggundulan hutan, dan sebagainya), pembuangan sampah ke dalam sungai, pembangunan pemukiman di daerah dataran banjir dan sebagainya.1
Salah satu penyebab terjadinya banjir adalah faktor sampah. Saat ini masih banyak masyarakat yang kurang memiliki kesadaran akan kebersihan lingkungan. Sering kali masyarakat membuang sampah ke sungai ataupun ke kanal yang. Hal tersebut menimbulkan terjadinya penumpukan sampah di kanal banjir, sehingga dapat menyebabkan aliran air menjadi tersumbat. Penyumbatan tersebut lama-kelamaan akan menimbulkan banjir. Untuk mengatasinya dilakukan pengangkutan sampah dari sungai secara langsung.
Pengangkutan sampah yang biasanya dilakukan adalah dengan cara manual, yaitu dengan menggunakan sebuah perahu atau dengan menggunakan alat berat. Penggunaan perahu untuk mengangkut sampah dari kanal banjir masih belum maksimal. Karena
volume sampah yang dapat di angkut oleh perahu tidak sepadan dengan jumlah sampah yang ada di kanal. Sedangkan penggunaan alat berat dirasa tidak ekonomis. Karena untuk membeli atau menyewa sebuah alat berat memerlukan biaya yang besar. Untuk mengatasinya diperlukan sebuah alat yang dapat mengangkut sampah secara otomatis.
Selain itu juga dapat bekerja secara teratur dan dapat mengangkut sampah dengan volume yang lebih banyak.
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dibuat sebuah alat yang dapat mengangkut sampah dari kanal banjir secara otomatis dengan menggunakan PLC. Kelebihan dari alat ini adalah dapat mengangkut sampah secara otomatis dengan kapasitas pengangkutan yang lebih banyak. Setiap sampah yang menumpuk pada saringan sampah akan di deteksi oleh sensor. Kemudian motor akan bekerja untuk mengangkut saringan sampah ke atas dan meletakkannya ke sebuah
konveyor. Setelah itu konveyor akan membuang sampah ke tempat sampah.
B. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang sebuah miniatur pengangkut sampah pada kanal banjir?
2. Bagaimana membuat miniatur pengangkutan sampah pada kanal banjir?
3. Bagaimana unjuk kerja miniatur pengangkut sampah pada kanal banjir?
C. TUJUAN
Adapun tujuan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Merancang sebuah miniatur pengangkut sampah pada kanal banjir.
2. Membuat miniatur pengangkut sampah pada kanal banjir.
3. Menguji unjuk kerja miniatur pengangkut sampah pada kanal banjir.
1. Bagi mahasiswa
a. Dapat menemukan cara yang efektif dalam hal mengangkut sampah terapung pada kanal banjir.
b. Dapat mengetahui dan memahami bagaimana caranya mengkombinasikan beberapa komponen sehingga menjadi miniatur alat pengangkut sampah otomatis.
c. Untuk manfaat yang lebih luas dari penulisan ini adalah dapat menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa terutama dalam bidang kendali PLC.
2. Bagi masyarakat
Penggunaan alat pengangkut sampah ini diharapkan dapat mengurangi permasalahan sampah yang sering menyumbat laju aliran air pada kanal banjir yang dapat menyebabkan terjadinya banjir. Selain itu, alat ini diharapkan mampu mengurangi dampak pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh penumpukan sampah di kanal banjir.
E. BATASAN MASALAH
Dalam pembuatan dan perancangan alat ini diberikan beberapa batasan masalah, antara lain :
• PLC yang digunakan adalah PLC Omron CJM-1A.
• Motor yang digunakan adalah jenis motor DC.
• Sampah yang diangkut adalah sampah yang mengapung di atas permukaan air.
• Sampah yang diangkut jenisnya adalah sampah rumah tangga, seperti plastik, botol
minuman,dll.
Dalam pengerjaan Proyek Akhir ini diperlukan suatu metode untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Untuk itu penulis merencanakan suatu langkah-langkah yang dapat memaksimalkan dalam pelaksanaan pengerjaan Tugas Akhir ini. Langkah-langkah tersebut adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Dalam proses perancangan dan pengujian sistem, studi literatur digunakan untuk mendapatkan parameter perancangan dan pengujian. Literatur didapatkan dari makalah-makalah, buku manual, dan beberapa artikel di internet.
2. Perancangan Sistem
Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah merancang sistem hardware, mekanik, dan rankaian driver motor.
3. Pembuatan Sistem
Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah membuat sistem hardware, mekanik, dan rankaian driver motor sesuai dengan perancangan.
4. Pengujian Sistem
Pada tahap ini pekerjaan yang dilakukan adalah menghubungkan antara perangkat keras dan perangkat lunak dan kemudian dilakukan pengujian alat untuk mengetahui apakah tujuan yang diharapkan telah tercapai dan data yang diambil dapat dijadikan bahan analisa.
G. DAFTAR ISTILAH
• Miniatur : Salinan atau model yang lebih kecil dari ukuran yang sebenarnya.
• Sampah : Suatu bahan yang sudah tidak terpakai atau terbuang dari sumber hasil
aktifitas manusia.
• Otomatis : Sistem yang bekerja dengan sendirinya tanpa ada campur tangan manusia.
• Kanal Banjir : Suatu saluran air yang mampu menampung volume air agar tidak
menyebabkan banjir.
H. KAJIAN PUSTAKA
1. Programmable Logic Controller
PLC merupakan bagian tak terpisahkan dari proses otomasi. Program kendali PLC terdiri atas tiga unsur yaitu: alamat, instruksi, dan operand .
Nomor yang menunjukkan lokasi, instruksi, atau data dalam daerah memori. Instruksi harus disusun secara berurutan dan menempatkannya dalam alamat yang tepat sehingga seluruh instruksi dilaksanakan mulai dari alamat terendah hingga alamat tertinggi dalam program.
2. Instruksi
Perintah yang harus dilaksanakan PLC. PLC hanya dapat melaksanakan instruksi yang ditulis menggunakan ejaan yang sesuai. Oleh karena itu, pembuat program harus memperhatikan tata cara penulisan instruksi.
3. Operand
Nilai berupa angka yang ditetapkan sebagai data yang digunakan untuk suatu instruksi. Operand dapat dimasukkan sebagai konstanta yang menyatakan nilai angka nyata atau merupakan alamat data dalam memori.
Persiapan Pemrograman
Untuk memprogram PLC, ada dua cara yang umum. Pemrograman menggunakan PC/ Laptop dan pemrograman console.
Gambar 2.4 Pemrograman menggunakan Console (Sumber: Brian,L.A.,1997:Fig 1-5)
1. Setting Awal
Programmable logic controller diset pada mode PROGRAM, MONITOR atau RUN . Mode PROGRAM digunakan untuk mempersiapkan program atau membuat modifikasi atau mengkoreksi untuk mengeluarkan program. Mode RUN digunakan saat eksekusi dari program yang telah dimasukkan. Mode MONITOR digunakan ketika mengubah nilai setting dari timer dan counter sementara PC beroperasi.
2. Password Input
Password adalah input pertama saat power aktif, atau setelah Programming Console diinstal dengan PC yang siap beroperasi. Untuk memasukkan password , tekan tombol-tombol dibawah ini.
Gambar 2.5 Pasword Input (Sumber: Brian,L.A.,1997:Fig 1-5)
3. Membersihkan memori
Penggunaan operasi CLEAR, untuk membersihkan semua bagian dari area IR, HR, AR, DM dan TC. Dengan kata lain operasi CLEAR akan membersihkan semua area memori tersebut
yang telah menyediakan Unit Memory pada PC, yaitu Unit RAM atau Unit EEP-ROM dan switch write-enable adalah ON . Jika switch write-enable OFF , atau Unit Memory adalah Unit EP-ROM, program memori tidak bersih. Juga, channel DM 1000 sampai 1999 tidak akan bersih. Sebelum mulai memprogram atau saat instal program baru, bersihkan semua area.
Gambar 2.6 Urutan Membersihkan Memori (Sumber: Brian,L.A.,1997:Fig 1-5)
2. Sensor
Sensor adalah piranti yang mentransform (mengubah) suatu nilai (isyarat/energi) fisik ke nilai fisik yang lain, serta menghubungkan antara fisik nyata dan industri elektrik dan piranti elektronika. Di dunia industry berguna untuk monitoring,controlling, dan proteksi. Sering juga disebut dengan tranduser. Sensor umumnya dikategorikan menurut apa yang diukur dan sangat berperan penting dalam proses pengendalian manufaktur modern.
Merupakan sensor yang mendeteksi keberadaan dari suatu objek tanpa melakukan kontak fisik. Sensor proximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek. Jenis sensor proximity meliputi limit switch (saklar mekanik), ultrasonic proximity, proximity (infra merah), kamera, dan sebagainya.
Saklar Mekanik
Saklar yang dioperasikan secara mekanik adalah saklar yang dikontrol oleh faktor-faktor secara otomatis misalnya, tekanan, posisi, dan suhu. Saklar pembatas adalah alat pengendali industri yang sangat umum. Saklar pembatas dirancang hanya untuk beroperasi apabila batas yang sudah ditentukan sebelumnya sudah dicapai, dan saklar tersebut biasanya diaktifkan kontak dengan obyek misalnya cam. Alat tersebut dapat menggantikan operator (manual) manusia. (Sumber: Petruzella, 2001:151).
Gambar 2.20 Saklar Mekanik (Sumber: Aripriharta, 2009)
Saklar digunakan untuk mengetahui posisi dari sebuah batasan yang berhubungan dengan piston, silinder, rotor, pergerakan tempat mesin, dan lain-lain agar peralatan tersebut dapat
terkontrol secara otomatis. Saklar jenis ini disebut sebagai saklar pembatas (limit switch).
Beberapa macam tipe saklar pembatas dibuat dengan tujuan untuk memperoleh cara penempatan saklar pembatas. Macam-macam dari tipe ini disesuaikan dengan pergerakan, suatu
ketelitian dan suatu kekuatan mekanis.
Saklar pembatas merupakan salah satu sensor yang memberikan dua kondisi yang akan dihasilkan yaitu kondisi high dan low. Dalam saklar pembatas, diberikan pilihan saat pengesetan awal, yaitu kondisi Normally Closed (saat kondisi normal kontak terhubung) atau Normally
Open (saat kondisi normal kontak terputus). Sensor akan memberikan sinyal pada saat kontak tertekan.
Gambar 2.21 Limit Switch Gambar 2.22 Simbol Limit Switch (Sumber: Aripriharta, 2009) (Sumber: Aripriharta, 2009)
3. Rele Elektromekanis
Rele elektromekanis (electromechanic relay = EMR) adalah saklar magnetis. Rele ini menghubungkan rangkaian beban on atau off dengan pemberin energi elektromekanis, yang membuka atau menutup kontak pada rangkaian. EMR mempunyai variasi yang luas baik pada rangkaian listrik maupun elektronis. (Sumber: Petruzella, 2001: 370).
Prinsip kerja dari saklar elektromagnetis, apabila ada arus yang melewati kumparan menyebabkan inti besi menjadi magnet, sehingga jangkar dari besi lunak akan tertarik. Jika gaya magnet lebih besar dari gaya pegas yang melawannya, maka kontak akan berhubungan.
Gambar 2.25 Rele (Sumber : http://www.omron.com)
Prinsip kerja motor dc secara umum didasarkan pada prinsip bahwa jika sebuah konduktor yang dialiri arus listrik diletakkan dalam medan magnit, maka tercipta gaya pada konduktor tersebut yang cenderung membuat konduktor berotasi.
Gambar 2.9 Gaya Medan Magnet Pada Konduktor Yang Dialiri Arus Listrik (Sumber : Http//id.wikipedia.org)
Pada Gambar 2.9 terlihat sebuah kumparan yang dialiri arus listrik diletakkan dalam medan magnet tetap. Akibatnya tercipta gaya pada kumparan baik pada sisi A maupun pada sisi B. Gaya ini akan berlangsung terus sampai konduktor meninggalkan medan magnet. Karena itu untuk mendapatkan putaran yang terus menerus maka digunakan banyak konduktor, sehingga jika sebuah konduktor meninggalkan medan magnet pada saat itu juga terdapat konduktor lain yang memasuki medan magnet. Setelah kumparan berputar 180 derajat, maka arah arus listrik pada sisi A dan B akan berubah arah. Untuk itu digunakan sebuah komutator yang berfungsi
untuk membalik arah arus dalam kumparan.
Prinsip kerja motor DC berdasarkan pada kaidah tangan kiri. Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet, kawat penghantar di atas telapak tangan kiri ditembus garis medan magnet. Jika kawat dilairkan arus listrik DC sebesar I searah keempat jari tangan, maka kawat mendapatkan gaya sebesar F searah ibu jari.
Gambar M3 L2 L4
M1 M2
L1
Keterangan :
M1 : Motor 1 S1 : Sensor Proximity1 M2 : Motor 2 S2 : Sensor Proximity 2 M3 : Motor 3 S3 : Sensor Proximity 3 S4 : Sensor Proximity 4
Prinsip Kerja
1. Alat ini bekerja setiap 30 menit.
2. Motor 1 dan motor 2 menarik saringan sampah dari dasar kanal.
3. Pada saat menyentuh sensor 1, kedua motor akan berhenti dan akan menjalankan motor 3 untuk mengarahkan konveyor ke pinggir kanal.
4. Pada saat menyentuh Sensor 2 motor 3 akan berhenti dan akan menghidupkan motor 2 dengan arah yang berlawanan dari arah sebelumnya. Sehingga akan menurunkan saringan
hingga saringan tersebut miring dengan sudut 450. Motor tersebut akan bekerja selama 10
detik dan akan kembali ke posisi semula setelah 10 detik.
5. Sampah pun akan turun ke konveyor dan selanjutnya dibuang ke tempat sampah.
6. Setelah 10 detik, motor 1 dan motor 2 kembali bekerja dengan arah putaran yang berlawanan dari sebelumnya,sehingga akan menurunkan saringan ke dasar kanal.
7. Pada saat menyentuh Sensor 3, motor 1 dan motor 2 akan berhenti dan akan menghidupkan motor 3 untuk mengembalikan konveyor ke posisi semula.
