Otomasi Mesin Blowing Pada Proses Produksi Botol Plastik Berbasis Arduino Uno

KELOMPOK B05

1.Cindi Dwi Mardiningsih       3.32.19.1.06
2.Nuruddin Fakhri                    3.32.19.1.21

Otomasi Mesin Blowing Pada Proses Produksi Botol Plastik Berbasis Arduino Uno

Cindi Dwi Mardiningsih¹, Nuruddin Fakhri², Samuel Beta K³.

Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,

Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia

E-mail : 

cindimardiningsih28@gmail.com¹, fakhrinuruddin.nf@gmail.com², sambetak2@gmail.com³

 

Abstrak – Mesin blowing yang memproduksi botol plastik masih menggunakan sistem manual sehingga produksi botol plastik membutuhkan waktu yang lama. Dengan adanya kendala tersebut maka diperlukan otomasi mesin blowing pada proses produksi botol plastik. Dengan demikian dapat menghasilkan produksi dalam jumlah besar, meningkatkan kualitas dan efisiensi tenaga kerja. Alat ini meggunakan Limit Switch untuk mendeteksi posisi benda yang sudah ditentukan, Potensiometer untuk mengatur waktu dan Push Button untuk menjalankan sistem. Pemroses alat ini menggunakan Arduino Uno. Relay 8 channel untuk mengkontak aktuator maju/mundur, aktuator potong, aktuator buka/tutup, aktuator naik/turun dan aktuator tiup. LCD 20x4 sebagai tampilan data waktu dan LED sebagai indikator.

Kata kunci: Arduino Uno, Limit Switch, Potensiometer, Relai 8 Kanal, LCD, LED

 

Abstract – The blowing machine that produces plastic bottles still uses a manual system so that the production of plastic bottles takes a long time. With these constraints, it is necessary to automate the blowing machine in the plastic bottle production process. Thus it can produce large quantities of production, improving the quality and efficiency of the workforce. This tool uses a Limit Switch to detect the position of a predetermined object, a potentiometer to set the time and a push button to run the system. The processor of this tool uses Arduino Uno. Relay 8 channel for forward/reverse actuator, cut actuator, open/close actuator, up/down actuator and blow actuator. LCD 20x4 as time data display and LED as indicator.

Keywords: Arduino Uno, Limit Switch, Potensiometer, Relay 8 channel, LCD, LED

I.  PENDAHULUAN

 

1.1      Latar Belakang

Dalam proses pembuatan botol plastik diperlukan sebuah mesin yang dinamakan mesin blowing. Mesin blowing adalah sebuah mesin yang memiliki prinsip kerja mencetak bottle preform dengan cara hembusan/tiupan. Mesin blowing sebelumya masih menggunakan sistem manual dengan bantuan pekerja, sistem manual tersebut masih menggunakan tuas tentu proses produksi akan kurang efisien. Dari latar belakang tersebut, muncul gagasan yaitu  “Otomasi Mesin Blowing Pada Proses Produksi Botol Plastik Berbasis Arduino Uno”. Dengan demikian dapat menghasilkan produksi dalam jumlah besar, meningkatkan kualitas barang dan efisiensi tenaga kerja. Selain itu meminimalisir kesalahan tenaga kerja, sehingga meringankan pekerja dalam mengontrol mesin secara otomatis dan produk yang dihasilkan sesuai permintaan konsumen sehingga waktu yang diinginkan relatif cepat dari sistem mesin pencetak botol plastik yang manual sebelumnya.waktu yang diinginkan relatif cepat dari sistem mesin pencetak botol plastik yang manual sebelumnya.

1.2      Tujuan

Tujuan pembuatan alat ini adalah :

1.      Membuat otomasi mesin blowing pada proses produksi botol plastik berbasis Arduino.

2.      Menerapkan otomasi mesin di industri botol plastik guna efisiensi tenaga kerja.

3.      Meningkatkan kualitas produksi botol plastik diindustri.

 

1.3      Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :

1.      Bagaimana merancang sistem mesin blowing manual menjadi sistem mesin blowing otomatis?

2.      Bagaimana CV Nugroho Plastik mengembangkan otomasi mesin blowing?

1.4      Batasan Masalah

1.      Perancangan sistem otomatis mesin blowing menggunakan Arduino Uno

2.      Perancangan program sistem otomatis Arduino Uno sebagai kontrol mesin.

 

II.    TINJAUAN PUSTAKA

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.

2.1      Potensiometer

Potensiometer adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer tergolong dalam kategori variable resistor. Secara struktur, potensiometer terdiri dari 3 kaki terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Dalam alat ini digunakan sebagai pengatur suhu pengering.

Gambar 1. Potensiometer

 

2.2      Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Limit switch umumnya digunakan untuk:

1.     Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.

2.     Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

3.     Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.

Gambar 2. Limit Switch

2.3      Push Button / Tombol

Tombol adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik[6]. Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).

Gambar 3. Push Button

2.4      Arduino Uno

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.[3] Arduino adalah kombinasi dari perangkat keras, bahasa pemrograman dan integrated development environment (IDE). IDE merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk menulis program, mengkompilasi menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini adalah Arduino UNO. Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset.

Gambar 4. Arduino Uno

 

2.5      Relai 8 Kanal

Relai adalah sakelar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat kontak sakelar). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus 9 listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relai yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relai (yang berfungsi sebagai sakelarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Gambar 5. Relai 8 Kanal

 

2.6      LCD 20x4

Penampil berfungsi untuk menampilkan data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. Ada beberapa tipe penampil, namun pada alat ini penampil yang digunakan adalah penampil tipe 20x4, yang artinya penampil tersebut terdiri dari 4 baris dan masing-masing barisnya tersusun atas 20 karaker.

Gambar 6. LCD 20x4

 

2.7      LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna)

Gambar 7. LED

III.     PERANCANGAN ALAT

3.1      Alat

Adapun alat yang digunakan yaitu:

1.    Pcb

2.    Bor pcb

3.    Solder

4.    Tang potong

5.    Kabel USB

6.    Setrika

7.    Akrilik

 

3.2      Bahan/Komponen

Adapun bahan/komponen  yang digunakan yaitu:

1.      Potensiometer

2.      Limit Switch

3.      Push Button

4.      Arduino Uno

5.      Relay 8 channel

6.      LCD 20x4

7.      LED

 

3.3      Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Gambar 8. Diagram Blok Otomasi Mesin Blowing

3.4      Gambar Rangkaian

Gambar 9. Gambar Rangkaian

3.5      Diagram Alir

Gambar 10. Diagram Alir

 

3.6      Diagram Pengawatan

Gambar 11. Diagram Pengawatan

 

3.7      Pembuatan Alat

Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

1.    Membuat perencanaan bagan alat.

2.    Membuat program untuk Arduino

3.    Membuat skema pengawatan.

4.    Menyusun rangkaian sesuai skema pengawatan.

5.    Pembuatan kerangka alat.

6.    Pemasangan rangkaian pada kerangka alat.

Gambar 12. Mesin Blowing	Gambar 13. Modul Mesin Blowing

 

IV. CARA KERJA ALAT

Saat menjalankan sistem, limit switch mendeteksi posisi benda yang sudah ditentukan. Relai bertugas mengkontak aktuator maju/mundur, aktuator potong, aktuator buka/tutup, aktuator naik/turun dan aktuator tiup. Push button start berfungsi untuk menjalankan sistem, push button stop berfungsi untuk menghentikan sistem,. Sistem otomasi pada mesin blowing pertama biji plastik dipanaskan dengan suhu yang sudah diatur, setelah biji plastik menjadi lelehan kemudian motor 3 phasa hidup untuk mendorong lelehan biji plastik masuk ke dalam cetakan, setelah masuk dalam cetakan lelehan platik dipotong dengan pisau. Cetakan yang berisi lelehan plastik tersebut ditiup selama waktu yang sudah ditentukan, kemudian didinginkan dengan waktu yang sudah ditentukan. Cetakan akan terbuka dan membentuk hasil cetakan.

 

V.  PENGUJIAN ALAT

Dalam proyek yanng kami buat, perlu diuji untuk menentukan kesesuaian alat dengan prinsip kerjanya, adapun langkah - langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah :

1.   Mengunggah program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan  yang diinginkan atau belum.

2.      Menguji alat sesuai cara kerja.

VI. KESIMPULAN

Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan uji coba alat, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1.   Dengan dibuatnya otomasi mesin blowing ini memudahkan industri dalam proses produksi botol plastik.

2.     Dengan sistem otomatis ini industri dapat meningkatkan kualitas botol plastik, memproduksi dalam jumlah besar dan efisiensi tenaga kerja.

 

VII.       DAFTAR PUSTAKA

J. Patel. 2015. PLC (Programmable Logic Controllers) Based Automatic Bottle Filling. Internasional Journal Of Engineering Research and General Science Vol.3 No. 3 2015.

Risfendra,Aldo Putra Dasril. 2019. Perancangan Human Machine Interface Untuk Sistem Otomasi Storage Berbasis PLC. JTEV (Jurnal Elektro dan Vokasional) Vol. 5 No. 1 (2019), ISSN : 2302-3309.

LAMPIRAN

1. Jurnal  download

2. PPT download

3. Video Presentasi Demo Alat  

4. Diagram Pengawatan download

5. Diagram Blok download

6. Diagram Alir download

7. Gambar Rangkaian download

8. Program download

BIODATA

Nama penulis Cindi Dwi Mardiningsih. Penulis dilahirkan di Kabupaten Semarang, 28 Januari 2001. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Gebugan 01, SMPN 1 Bergas, dan SMA Negeri 2 Ungaran. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.19.1.06.

Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail: cindimardiningsih28@gmail.com.  

 

Nama penulis Nuruddin Fakhri. Penulis dilahirkan di Kudus, 05 Mei 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1 Darussalam Kudus, SMPN 2 Kudus, dan SMKN 7 Semarang. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.19.1.06.

Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail: fakhrinuruddin.nf@gmail.com 

Tweet

Subscribe to receive free email updates: