KONVEYOR PENGEPAKAN BARANG BERBASIS ARDUINO UNO

Ananda Riza Novita¹, Fathur Rohman², Samuel BETA Kuntarjo³

Email: ¹ nandarizan6@gmail.com , ² cahpinter13@gmail.com , ³ sambetak2@gmail.com

Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email: sekretariat@polines.ac.id

Abstract - In this tool a prototype of an Arduino Uno-based Automatic Packing System will be created using Infra Red Distance Sensors. The design of this automatic packing system consists of a conveyor with a DC motor as a conveyor drive. Item detection utilizes Arduino uno technology as a microcontroller, infrared sensor. When the item is detected, the infrared sensor will take data. The enhancements are motor drivers. All of these components can work automatically because it is controlled by Arduino Uno as a control center. Overall this system consists of the design of goods sensors, goods controllers, conveyors, and power supplies. The test phase of this tool covers, tests the sensor circuit, tests the motor driver circuit, and automatically tests the item counting process. The test results show that the design of the tool can work well in the process of selecting and calculating the number of items.

Intisari – Pada alat ini akan dibuat sebuah prototype Perancangan Sistem Pengepakan Otomatis Berbasis Arduino Uno Menggunakan Sensor Jarak Infra Red. Perancangan sistem pengepakan otomatis ini terdiri dari sebuah konveyor dengan motor DC sebagai penggerak konveyor. Pendeteksian barang memanfaatkan teknologi Arduino uno sebagai mikrokontroler, sensor infra red Ketika barang dideteksi maka sensor infra red akan melakukan pengambilan data. Adapun perangkat tambahan berupa Driver motor. Seluruh komponen ini dapat bekerja secara otomatis karena di kendalikan oleh arduino uno sebagai pusat pengentrollan. Secara keseluruhan sistem ini terdiri dari perancangan sensor barang, pengendali barang, konveyor, dan catu daya. Tahapan uji coba alat ini meliput, uji rangkaian sensor, uji coba rangkaian driver motor , dan uji coba proses penghitungan barang secara otomatis. Hasil pengujian menunjukan rancang bangun alat sudah dapat bekerja dengan baik dalam melakukan proses penyeleksian dan perhitungan jumlah barang.

Kata kunci – Arduino Uno, Sensor Infra Red, Motor DC, Konveyor

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Dunia industri sekarang sangat maju namun juga banyak industri kecil yang masih menggunakan tenaga manusia serta memakan waktu sehingga tidak efektif kerja. Hal ini disebabkan karena mahalnya untuk membuat alat yang sama dengan industri. Oleh karena itu, setiap pengusaha kecil harus memantau barang yang di produksi setiap saat supaya dapat terkontrol dan berjalan dengan baik.

Teknologi otomasi ini menggunakan sensor Infrared FC-51 untuk mendeteksi barang yang lewat diatas konveyor yang dijalankan oleh motor driver yang menggunakan motor DC. Arduino Uno R3 ini digunakan sebagai pemroses untuk menjalankan program. Kelemahan dari sensor Infrared yaitu hanya dapat membaca dari jarak 3-20cm saja..

Solusi untuk mengatasi masalah efektifitas waktu dan mengurangi tenaga manusia yaitu dengan alat ini. Alat ini mampu mengepak barang produksi untuk industri kecil dengan biaya pembuatan yang cukup murah, sehingga dapat membantu pekerjaan tenaga kerja. Selain itu alat ini dapat menghitung barang yang sudah tersortir dari konveyor sehingga dapat mendapatkan hasil produksi terbaik.

1. 2. Perumusan Masalah

Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara membuat alat pengepakan barang dengan konveyor menggunakan mikrokontroller Arduino Uno?

2. Bagaimana cara menjalankan proses kinerja alat tersebut?

3. Bagaimana cara membuat program yang dapat menjalankan semua perintah untuk menjalankan sebuah konveyor pada industri ?

1. 3. 1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Arduino ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat konveyor sebagai alat produksi di industri menggunakan Arduino Uno.

2. Untuk membuat suatu proses alat industri yang menggunakan teknologi otomatisasi.

3. Untuk mengetahui cara mengendalikan dan melakukan kerja supaya lebih efektif tanpa tenaga manusia

1.4. 1.4 Manfaat

Manfaat yang diperoleh dalam perancangan alat tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Membuat sebuah sistem penghitung barang yang lebih efisien waktu dan tenaga.

2. Mempermudah pekerja/karyawan dalam satu perusahaan/industri untuk proses pengepakan produk atau barang.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Arduino UNO

Arduino Uno adalah sebuah board minimum system mikrokontroller yang mana di dalamnya terdapat mikrokontroller AVR seri ATmega 328 yang merupakan produk dari Atmel.Umumnya Arduino memiliki 14 pin input/output yang terdiri dari 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 pin sebagai analog input

· Osilator Kristal 16 MHz

· Sebuah koneksi USB

· Sebuah Power Jack

· Sebuah ICSP Header

· Tombol Reset

Oleh karena itu, arduino uno membuat mikrokontroller lebih mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC maupun dengan baterai sehingga mikrokontroller dapat bekerja. Sambungkan ke power supply atau hubungkan melalui kabel USB ke PC, maka Arduino Uno telah siap bekerja.

Arduino Uno berbeda dengan semua jenis arduino sebelumnya dimana dalam hal koneksi USB to serial menggunakan fitur IC Atmega8U2. Sementara pada board sebelumnya menggunakan chip FDTI driver USB to serial. Arduino Uno R3 merupakan seri terakhir dan terbaru dari seri arduino USB.

Gambar 2. 1 Arduino Uno R3

B. Sensor Infrared FC-51

Modul sensor infrared FC-51 merupakan suatu rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi sinar infra merah pada area kerjanya. Dalam rangkaian sensor infrared FC-51 ini terdapat dua buah komponen infrared yaitu pemancar infrared (IR Transmitter) dan penerima infrared (IR Receiver). Pemancar infrared merupakan sebuah photodioda yang dapat memancarkan sinar infra merah, sendangkan penerima infrared merupakan sebuah dioda khusus yang berfungsi sebagai penerima sinar infra merah.

• Tegangan kerja 3-5 V DC

• Konsumsi arus pada 3,3V = 23mA dan pada 5V = 43 Ma

• Ukuran biard 3.2 x 1,4 cm

• Lubang sekrup 3mm

Gambar 2. 2 Sensor Infrared FC-51

C. Driver Motor L298N

Driver motor L298N merupakan module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau dipakai di dunia elektronika yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC. Driver Motor disini berfungsi untuk mengendalikan serta mengatur kecepatan motor DC dengan 12V dan 5V dari Arduino UNO.

• Menggunakan IC L298N (Double H bridge Drive Chip)

• Tegangan minimal untuk masukan power antara 5V-35V

• Tegangan operasional : 5V

• Arus untuk masukan antara 0-36mA

• Arus maksimal untuk keluaran per Output A maupun B yaitu 2A

• Daya maksimal yaitu 25W

• Dimensi modul yaitu 43 x 43 x 26mm

• Berat : 26g

Gambar 2. 3 Modul Relay 1 Chanel

D. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Potensiometer pada alat ini berfungsi mengatur kecepatan motor DC untuk menjalankan konveyor.

Gambar 2. 4 Potensiometer

E. Motor Servo

Motor Servo merupakan motor listrik dengan menggunakan sistem closed loop. Sistem tersebut digunakan untuk mengendalikan akselerasi dan kecepatan pada sebuah motor listrik dengan keakuratan yang tinggi.

· Tegangan Operasi adalah +5V Torsi: 2.5kg/cm

· Kecepatan operasi adalah 0.1s/60 °

· Tipe Gigi: Plastik Rotasi: 0 °-180 °

· Berat motor: 9gm Paket termasuk tuas dan sekrup.

Motor servo ini berfungsi ketika sudah terdeteksi 3 objek yang melewati sensor infrared maka servo akan bekerja membuka tuas untuk meneruskan objek pada koveyor yang sedang berjalan.

Gambar 2. 5 Motor Servo

F. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat.

Gambar 2. 6 Motor DC

G. PERANCANGAN

Bab ini membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang akan dibuat. Perancangan sistem terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak.

A. Diagram Blok Sistem

Gambar 3. 1 Diagram Blok Sistem

B. Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Konveyor akan hidup apabila motor dc mendapatkan tegangan sebesar 12 V serta kecepatan konveyor dapat diatur atau disesuaikan menggunakan potensiometer. Disamping menggunakan potensiometer, ada juga motor driver yang mempunyai fungsi untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC. Setelah konveyor hidup, maka akan ditambah suatu objek serta objek itu akan dideteksi oleh sensor infrared. Sebelum itu, posisi awal motor servo yaitu tertutup. Ketika sensor infrared mendeteksi 3 objek maka motor servo akan terbuka dan 3 detik kemudian akan tertutup kembali. Begitu juga seterusnya karena cara kerjanya kontinu.

C. Gambar Rangkaian

D. Gambar Diagram Alir

Gambar 3. 2 Diagram Alir

E. Gambar Pengawatan

H. PERANCANGAN MEKANIK

Pada alat ini kita menggunakan box Arduino sebagai tempat untuk meletakkan komponen-komponen yang digunakan.

I. PENGUJIAN ALAT

Ada beberapa tahap pengujian yang dilakukan pada alat yang telah dibuat. Tahapan-tahapan tersebut yaitu pengujian perangkat hardware, pengujian pin-pin yang digunakan.

Disamping menggunakan potensiometer, ada juga motor driver yang mempunyai fungsi untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC. Setelah konveyor hidup, maka akan ditambah suatu objek serta objek itu akan dideteksi oleh sensor infrared. Sebelum itu, posisi awal motor servo yaitu tertutup. Ketika sensor infrared mendeteksi 3 objek maka motor servo akan terbuka dan 3 detik kemudian akan tertutup kembali. Begitu juga seterusnya karena cara kerjanya kontinu. Semua proses dikendalikan oleh mikrokontroller Arduino Uno dengan dihubungkan dengan sumber tegangan.

Gambar 5. 1 Tampilan Alat Keseluruhan

J. KESIMPULAN DAN SARAN

A. A. Kesimpulan

1. Dengan adanya alat konveyor ini dapat mempermudah dan meringankan tenaga manusia dalam proses produksi di industri.

2. Menggunakan Sensor Infrared untuk mendeteksi ada dan tidaknya jumlah barang yang akan terus berjalan diatas konveyor yang digerakkan oleh driver motor.

B. B. Saran

1. Meningkatkan kemampuan kerja alat agar dapat berfungsi untuk beban yang lebih berat dan mampu jalan dengan jumlah barang yang banyak.

2. Menambahkan beberapa komponen tambahan seperti limit switch untuk mengatur jumlah barang serta menambahkan LCD untuk menampilkan sebuah data.

K. DAFTAR PUSTAKA

Handayani, Dwi, Sistem Otomatisasi Penghitung Jumlah Barang berdasarkan Ukuran Tinggi berbasis

Mikrokontroller AT89S51., Universitas Gunadarma, 2012.

Dyah Nur'ainingsih,Irwan Tri Handoyo, Sistem Kendali Conveyor Otomatis Berbasis Mikrokontroller

AT89S51,Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri,

Seniatussa'adah. 2008. Otomatisasi Size Grading Benih Ikan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor, Indonesia

S. P. Sari, “Rancang Bangun Konveyor Penghitung Barang Dengan Sistem Kendali Berbasis PLC,” J. Ilm. Teknol. Rekayasa, vol. 15, no. 100, pp. 168–175, 2014.

H. Ardiansyah, N. Taryana, and D. Nataliana, “Perancangan Simulator Sistem Pengepakan dan Penyortiran Barang berbasis PLC Twido,” J. Reka Elkomnika, vol. 1, no. 4, pp. 373–385, 2013

M. Latief, N. Kandowangko, and R. Yusuf, “Rancang-Bangun Prototipe Sistem Kontrol Berbasis

Programmable Logic Controller untuk Pengoperasian Miniatur Penyortiran Material,” J. Rekayasa Elektr., vol. 13, no. 36, pp. 152–160, 2017, doi: 10.17529/jre.v16i3.14905.

LAMPIRAN

Link Youtube

KLIK DISINI

JURNAL

PPT

PROGRAM

BIOGRAFI

Ananda Riza Novita, lahir di Karanganyar, 6 November 2000. Pendidikan SDN 03 Jetis, SMPN 3 Surakarta, SMKN 2 Surakarta. Sekarang menempuh pendidikan di Politeknik Negeri Semarang Jurusan Teknik Elektro Program Studi D3 Teknik Elektronika dengan NIM 3.32.19.3.03.

Fathur Rohman lahir di Pati, 12 Januari 2001. Pendidikan SDN Kebonsawahan 01, SMPN 2 Juwana, SMAN 1 Juwana. Sekarang menempuh pendidikan di Politeknik Negeri Semarang Jurusan Teknik Elektro Program Studi D3 Teknik Elektronika dengan NIM 3.32.19.3.03.

KONVEYOR PENGEPAKAN BARANG BERBASIS ARDUINO UNO