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

Januari 2016

i

ii

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.

Kata kunci: rotary encoder, RPM, thermocouple, lem kayu.

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.

Key word : rotary encoder, RPM, thermocouple, wood glue.

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 !!!

5. Adek2 angkatan, Sekar Log*k you’re my best partner in crime!! Adit teman

gojeg sepanjang masa, Bintang, Yudha, Daniel Pepeb, Simon, Tiras, Gde,

Choliq, Grace, Ruth, kalian luar biasa. Mas2 angkatan Face, Jembling, mas Iyus,

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

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI .............................................................................................. i

ABSTRACT .......................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. x

DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1. Tujuan ......................................................................................... 1

1.2. Latar Belakang Permasalahan ..................................................... 1

1.3. Spesifikasi Alat ........................................................................... 2

1.4. Sistematika Penulisan ................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................... 4

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................... 4

2.2. Motor AC .................................................................................... 4

2.3. Solid State Relay ......................................................................... 5

2.4. Rotary Encoder .......................................................................... 6

2.5. Keypad ........................................................................................ 7

2.6. LCD (Liquid Crystal Display) .................................................... 8

2.7. Motor Servo DC .......................................................................... 9

2.8. Kompor dan Gas ......................................................................... 10

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

4.3. Pengujian Hasil Lem dan Perhitungan Biaya Pembuatan ........... 35

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

LAMPIRAN B (CARA PENGGUNAAN) ...................................... 44

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 2.7. Bentuk Fisik LCD 16x2 ..................................................................... 9

Gambar 2.8. Bagian-Bagian Motor Servo DC. ....................................................... 9

Gambar 2.9. Bentuk Fisik Dari Kompor ................................................................. 10

Gambar 2.10. Bentuk Fisik Tabung Gas ................................................................... 10

Gambar 2.11. Katup Bola ......................................................................................... 11

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

Gambar 3.7. Kompor Gas Dan Tabung Gas yang Digunakan ................................ 26

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

Gambar 4.11. Lem kayu yang dijual dipasaran. ....................................................... 38

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

Tabel 4.2. Hasil Perbandingan Suhu yang Dibaca oleh Thermometer dengan

Thermocouple. ................................................................................... 32

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

.V Volt