Text 1 ABSTRACT pdf

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu

Penelitian dan perancangan tugas akhir ini dimulai sejak bulan Juli 2013 sampai bulan Mei 2014, dilakukan di Laboraturium Elektronika jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung

B. Alat dan Bahan

Berikut adalah alat yang digunakan dalam membuat alat Sistem Pemeliharaan Ayam Setelah Menetas:

1. Solder, tinol, feri clorid 2. Tang, obeng, kabel 3. Gergaji, penggaris

Sedangkan untuk bahan yang digunakan terdiri atas dua macam, yaitu : 1. Bahan mekanik, terdiri dari:

2. Bahan elektrikal, terdiri dari: a) PCB

b) PLC OMRON SYSMAC CPM1A 20-CDR-A-V1 c) Penguat (berupa IC Op. Amp)

d) Rele

e) Sensor suhu (LM 35), dan comparator analog (IC 741) f) Limit switch

g) Elemen Heater dan Sensor Kelembaban HS 1101 h) Motor DC untuk konveyor dan penutup konveyor i) Motor servo untuk buka tutup tempat makanan j) Fan

k) Catu daya (trafo dan dioda) j) Optocoupler dan Micro Switch

C. Prosedur Kerja

Dalam penyelesaian tugas akhir ini ada beberapa langkah kerja yang dilakukan untuk mencapai hasil akhir yang diinginkan, diantaranya:

1. Spesifikasi rancangan

2. Perancangan perangkat keras dan peragkat lunak 3. Pembuatan alat

Tidak

Ya

Tidak

Ya Tidak

Ya

Gambar 3.1 : Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

Mulai

Selesai Menentukan

konsep alat

Pembuatan rancangan

Hardware

Men-download program

pada PLC

Download program berhasil

Pengujian keseluruhan

alat

Sistem kerja Program kerja

1. Spesifikasi Rancangan

Sistem pemeliharaan ayam setelah menetas, adalah suatu alat elektrikal yang berfungsi untuk memberikan suhu lingkungan sesuai dengan kebutuhan ayam yang baru menetas, yaitu antara 32 0C sampai 35 0C, dan sekaligus memberikan makanan dengan menggunakan konveyor, yang membawa makanan ayam dari sumber makanan menuju ruangan dimana ayam ditempatkan. Berikut adalah blok diagram perancangan alat:

SENSOR KELEMBABAN

LIMIT SWITCH CONVEYOR

LIMIT SWITCH PENUTUP CONVEYOR

LIMIT SWITCH PENUTUP SUMBER MAKANAN HEATER FAN CONVEYOR MAKANAN PENUTUP CONVEYOR PENUTUP SUMBER MAKANAN SENSOR SUHU

Converter PLC Relay

Gambar 3.2 : Blok Diagram Perancangan Alat

Pada gambar di atas, terlihat bahwa alat ini terdiri dari: 1. Data Masukan PLC:

a) Sensor kelembaban,menggunakan sensor kelembaban HS 1101 yang dapat mengukur kelembaban dari 0% RH-100% RH, keluaran sensor diumpankan ke penguat analog berbentuk komparator analog.

c) Limit Switch Conveyor, terdiri dari dua buah, yaitu untuk posisi maksimal konveyor (berada pada posisi pakan ayam),dan posisi minimal konveyor (konveyor berada pada posisi isi ulang pada sumber makanan)

d) Limit Switch penutup konveyor, terdiri dari dua buah, yaitu posisi konveyor terbuka, dan posisi konveyor tertutup,

e) Limit Switch penutup sumber makanan, terdiri dari dua buah, yaitu posisi buka dan posisi tutup.

2. PLC,yang digunakan adalah tipe OMRON CPM1A 20-CDR-A-V1, yang memiliki sistem output rele DC. PLC ini mempunyai 12 jalur input dan 8 jalur output, dengan power supply + 24 volt AC.

3. Data Output (command)

a) Elemen Heater terdiri dari elemen pemanas yang berfungsi untuk mengatur suhu ruang ayam,

b) Fan berfungsi untuk sirkulasi udara pada ruang pemeliharaan ayam, c) Konveyor Makanan,yaitu motor penggerak belt conveyor yang

membawa makanan ayam dari sumber makanan menuju tempat ayam makan,

e) Penutup Sumber Makanan,yaitu penutup sumber makanan, yang hanya membuka pada saat mengisi ke konveyor,dan pada saat konveyor telah cukup terisi makanan, maka penutup kembali menutup.

Sistem kerja alat:

Pada kondisi mula-mula konveyor berada pada posisi isi makanan ayam, setelah penutup sumber makanan ayam terbuka, konveyor bergerak, sehingga pakan ayam bergerak menuju tempat makan ayam. Setelah titik maksimal dari limit swicth tersentuh lengan konveyor, maka konveyor berhenti, dan atap penutup conveyor bergerak membuka,dan ayam-ayam dapat memakan pakanannya. Setelah selang beberapa waktu, dianggap pakan ayam telah habis, konveyor kembali bergerak sampai titik tuang konveyor berada pada posisi isi pakan ayam. Sedangkan heater terbuat dari lampu pijar yang jumlahnya dapat menghasilkan suhu ruang ayam berada pada 32 0C sampai 35 0C. Kontrol suhu menggunakan sensor suhu tipe Integrated Circuit (IC), yang data outputnya diambil data pada suhu 32 0C sampai 35 0C. Alat ini menggunakan catu daya:

1. + 24 volt DC, sebagai sumber tegangan bagi program dan input PLC, 2. +12 volt, sebagai sumber tegangan bagi sensor suhu, komparator, driver

(rele), dan motor penggerak konveyor, tutup makanan, fan, dan tutup konveyor.

Pada gambar 3.3 merupakan desain perancangan alat model sistem kandang ayam closed house:

Motor Servo

Conveyor Belt

Heater

Inlet Fan

Tutup Conveyor

Exhaust Fan

80 cm

70 C m

60 Cm

Gambar 3.3 : Desain Perancangan Alat

2. Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

A. Catu Daya

Perancangan alat yang pertama adalah catu daya.Catu daya pada alat ini menggunakan tegangan DC +12 volt, dan 24 volt. Tegangan +12 volt digunakan untuk mengaktifkan komponen sensor, dan komponen driver. Sedangkan untuk tegangan +24 volt digunakan untuk mengaktifkan komponen PLC sebagai kontrolnya, dan mengaktifkan keluaran sensor supaya dapat diterjemahkan oleh PLC. Berikut adalah rangkaian catu daya yang digunakan:

Gambar 3.4 : Rangkaian Catu Daya

B. Sensor Kelembaban

sehingga keluaran dari Op-Amp ini dapat diterima oleh PLC sebagai input “1” jika bertegangan +24 volt, dan input “0” jika bertegangan kurang dari 18 volt.

Ya

Tidak

Ya

Tidak Ya

Tidak

Gambar 3.5 : Diagram Alir Sensor Kelembaban

Mulai

Sensor Kelembaban HS 1101

Mengukur

Kelembaban

Kelembaban

< 60 %

Kelembaban

> 75 %

Selesai

Fan On

Fan Off

Berikut adalah gambar rangkaian sensor kelembaban pada alat ini:

Gambar3.6. Rangkaian Sensor Kelembaban

Gambar 3.6 : Rangkaian Sensor Kelembaban

Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sensor kelembaban yang digunakan pada sistem kandang ayam closed house:

C. Sensor Suhu

Sensor suhu digunakan sebagai pengindera tingkat suhu pada ruangan anak ayam, dimana suhu di ruangan tersebut dijaga pada nilai 250C sampai 320C. Sama halnya dengan sensor kelembaban, komponen ini menggunakan tegangan kerja sensor dan penguat adalah +12 volt, sedangkan untuk rangkaian Op-Amp menggunakan tegangan kerja +24 volt. Pada suhu dibawah 250C, output komparator suhu 250C bertegangan +24 volt, sedangkan pada suhu diatas 320C, komparator suhu 320C bertegangan +24 volt.

LM 35

+12Volt

Ref

+24 Volt +24 Volt

Ref

+24 Volt

Komparator suhu 25 0C

Komparator suhu 32 0C

Gambar 3.8 : Rangkaian Sensor Suhu

Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sensor suhu yang digunakan pada sistem kandang ayam closed house:

Y Ya

Tidak

Ya Ya

Tidak

Ya

Tidak

Gambar 3.10 : Diagram Alir Sensor Suhu

Mulai

Sensor Suhu LM 35

Mengukur

Suhu

Suhu

< 25 0C

Suhu

> 32 0C

Selesai

Heater On

Heater Off

D. Limit Switch

Limit Switch pada alat ini terdiri dari :

a) Dua buah LS (limit switch) untuk konveyor, sebagai pemutus dan pengkontak tegangan +24 volt, pada saat konveyor berada pada posisi isi pakan, dan pada titik pakan ayam maksimal. Keluaran dari LS ini diumpankan ke PLC input I4 dan I5. Berikut adalah gambar rangkaian LS konveyor:

Gambar 3.11 : Rangkaian Limit Switch Konveyor

b) Dua buah LS untuk tutup makanan, digunakan sebagai pemutus arus pada saat tutup makanan berada pada titik buka dan titik tutup. Berikut adalah gambar rangkaian LS untuk gerbang makanan:

c) Dua buah limit switch untuk atap konveyor, digunakan sebagai pemutus arus pada saat atap konveyor berada pada titik maksimal buka, dan pada saat atap konveyor berada pada titik maksimal tutup. Berikut adalah gambar rangkaian limit switch untuk penutup konveyor:

Gambar 3.13 : Penutup Konveyor

Gambar di bawah ini merupakan diagram sistem kendali dari sistem kerja konveyor yang digunakan pada kandang ayam closed house:

Tidak

Ya

Ya

Tidak

Gambar 3.15 : Diagram Alir Konveyor, Tempat Pakan, dan Atap Konveyor 1.Buka Tempat Pakan

2.Konveyor Maju

1. Optocoupler tersentuh 2. Konveyor Berhenti 3. Tutup Tempat Pakan

1.Buka Tempat Pakan 2.Konveyor Maju

1.Buka Atap Konveyor 2.Delay 1 jam

1.Tutup Atap Konveyor 2.Konveyor Mundur

1.Optocoupler tersentuh 2.Konveyor Berhenti 3.Delay 4 jam

Tombol Start ditekan

S

< 25 0C

Reset

S

< 25 0C

E. Programmable Logic Control (PLC)

Jenis PLC yang digunakan adalah tipe OMRON CPM1A 20-CDR-A-V1

Gambar 3.16 : PLC tipe 20-CPM1A

output-nya menggunakan tegangan kerja +12 volt, untuk mengaktifkan rele kontrol yang menggunakan rele +12 volt pada koilnya.

F. Output PLC

Output PLC pada alat ini terdiri dari:

a) Kontrol Motor Konveyor, yang berfungsi memberikan arus dan tegangan kerja pada konveyor pada waktu yang telah ditentukan dalam program PLC. dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut:

Gambar 3.17 : Rangkaian Sistem Forward Motor DC

Dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut:

Gambar 3.18 : Rangkaian Kontrol Penutup Makanan

c) Kontrol Motor Atap Konveyor, yang berfungsi memberikan arus dan tegangan kerja pada motor atap konveyor pada waktu yang telah ditentukan dalam program PLC. dalam rangkaian ini menggunakan sistem forward reverse motor DC, yaitu dengan menggunakan dua buah rele yang dirangkai sebagai berikut :

3. Pembuatan Alat

Tahapan berikutnya setelah perancangan adalah pembuatan alat berdasarkan rancangan yang telah dibuat tersebut. Adapun beberapa proses yang dilakukan dalam tahapan ini adalah:

a. Menuliskan algoritma program ke PLC. b. Membuat listing program pada PC.

c. Menggambar rangkaian elektronik menggunakan komputer dengan bantuan program aplikasi Diptrace.

d. Memplot hasil gambar rangkaian pada PCB. e. Melakukan pemasangan komponen pada PCB.

f. Melakukan penyolderan terhadap komponen dan PCB.

g. Membentuk konstruksi alat sesuai dengan bentuk yang telah direncanakan.

4. Pengujian Alat