Download - 1221011_Lina_UIB_Alat Pengupas Apel Otomatis
-
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
ALAT PENGUPAS APEL OTOMATIS
DENGAN MIKROKONTROLER ATMEGA8535
PROPOSAL TEKNOLOGI TEPAT GUNA
Oleh:
LINA
(1221011)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS INTERNASIONAL BATAM
TAHUN 2015
-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Apel adalah salah satu buah-buahan yang sangat popular dan paling banyak
dikonsumsi di seluruh dunia. Setiap wilayah atau Negara memiliki jenis apel yang
berbeda-beda dengan wilayah atau Negara lainya. Pada awalnya apel ditanam di daerah
Asia Tengah kemudian menyebar ke seluruh dunia. Tanaman apel sangat cocok ditanam
di daerah yang memiliki udara dingin. Apel sendiri sangat disukai karena memiliki rasa
manis dan segar serta memiliki kandungan nutrisi yang sangat dibutuhkan oleh tubuh.
Berbagai kandungan yang terdapat dalam buah apel antara lain adalah protein,
karbohidrat, lemak, energi, kalsium, fosfor serat, vitamin A, besi, vitamin B1, vitamin
B2, vitamin C, niacin serta berbagai kandungan nutrisi lainya. Apel mengandung banyak
sekali nutrisi yang bermanfaat bagi kesehatan. Konsumsi apel secara rutin tentu saja akan
sangat membantu organ serta bagian tubuh bekerja secara maksimal karena kebutuhan
nutrisinya tercukupi. Berikut ini adalah beberapa manfaat buah apel yang telah diteliti
secara klinis:
1. Memperkuat Tulang
Menurut penelitian yang dilakukan oleh ilmuwan Prancis, kandungan flavanoid
serta phloridzin pada buah apel berfungsi untuk meningkatkan kepadatan tulang.
2. Pencegah Penyakit Asma
Menurut sebuah penelitian yang dilakukan kepada sekelompok anak yang
menderita penyakit asma, dengan mengkonsumsi jus apel setiap hari selama satu
bulan dapat mengurangi resiko terkena gangguan pernafasan dibandingkan
dengan anak-anak yang mengkonsumsi apel sebulan sekali.
3. Mencegah Alzheimer
Alzheimer adalah penyakit yang disebabkan karena kerusakan syaraf pada otak.
Kandungan quercetin pada apel dapat membantu menangkal radikal bebas yang
berbahaya dan dapat menimbulkan penyakit Alzheimer.
4. Buah Apel dapat Menurunkan Kadar Kolesterol Jahat
-
Seseorang yang mengkosumsi apel secara rutin setiap pagi dan sore akan
menurunkan kadar kolesterol jahat mereka sebanyak 16 persen.
5. Mencegah berbagai Macam Penyakit Kanker
Beberapa ilmuwan melakukan penelitian kepada tikus, dari penelitian tersebut
disimpulkan bahwa tikus yang diberi makanan apel setiap hari mampu
menurunkan resiko terkena serangan kanker payudara, kanker usus serta kanker
hati.
Lima puluh persen nutrisi yang berupa vitamin dan anti oksidan pada buah Apel
terdapat pada kulitnya. Antioksidan inilah yang membantu tubuh melindungi sel serta
mencegah penyakit kanker usus besar, kanker prostat dan paru, serta penyakit jantung
dan rematik.
Jika kita mengkonsumsi apel segar yang langsung dipetik dari pohon bisa
langsung dimakan setelah dicuci karena masih aman bagi kesehatan. Namun, pedagang
apel pada umumnya memetik terlebih dahulu dan dikirimkan ke wilayah lain untuk
dijual.
Pada kulit apel yang sebelum dipetik mengandung lilin alami. Lilin tersebut
berguna untuk melindung kadar air yang memang banyak di dalam buah apel. Tanpa lilin
maka buah akan kehilangan kelembaban dan kadar airnya akan terus keluar dari pori-pori
kulit apel sehingga lama kelamaan buah tersebut menjadi lembek dan kering.
Setelah dipanen, apel akan dicuci dan lapisan lilin ini akan hilang. Namun, untuk
tetap menjaga kesegaran buah apel dalam waktu lama, maka buah apel ini akan kembali
dilapisi dengan lilin. Lilin yang digunakan adalah commercial grade wax atau food grade
wax. Dimana sekitar setengah kilogram lilin dapat digunakan untuk memoles sampai
sekitar 160.000 buah atau sekitar 2 tetes lilin sudah cukup untuk melapisi 1 apel. Lilin
bukan terbuat dari bahan kimia tetapi dari bahan alami seperti Carnauba Wax, daun
Palem Brasil, Candellia Wax, dari tanaman sejenis Euphorbia, Shellac jenis food
grade yang terbuat dari sejenis kumbang di India dan Pakistan. Bahan lilin tersebut juga
yang dibuat untuk melapisi permen dan roti-rotian.
Meskipun begitu terkadang kita tidak yakin apakah apel yang kita beli memang
benar aman dikonsumsi tanpa membuang kulitnya. Memang benar, beberapa produsen
-
apel di luar negeri sering nakal menggunakan lilin dari bahan sintetis yang dapat
membahayakan kesehatan kita.
Untuk itu, kebanyakan dari pembeli lebih suka mengupas apel sebelum dimakan.
Untuk mengupas apel tidaklah merepotkan bagi mereka yang hanya mengkonsumsi 1 biji
apel. Tapi bagi mereka yang membuka usaha kuliner dengan menggunakan apel sebagai
bahan utama, dapat mengalami kesulitan. Contohnya, pada penjual salad, rujak, jus,
usaha manisan buah dan sebagainya. Umumnya, buah apel ini akan dikupas terlebih
dahulu sebelum disajikan.
Untuk meningkatkan efisiensi dalam mengupas apel, sudah banyak alat pengupas
apel yang dijual dipasaran dengan harga terjangkau. Salah satunya adalah alat pengupas
apel dengan pisau yang terbuat dari bahan stainless steel yang disertai dengan tempat
penampungan sisa kulit apel. Alat ini cukup sederhana dan terjangkau harganya sekitar
Rp10.000. Namun, sayangnya alat ini tidak beda dengan saat kita mengupas apel
menggunakan pisau. Hanya saja alat ini mempermudah dalam pembuangan kulit apelnya
saja.
Gambar 1.1 Alat Pengupas Apel Model 1 (sumber: https://www.tokopedia.com/mitha-
666/alat-kupas-pengupas-buah-fruit-peeler-praktis-murah)
Selain alat pengupas apel di atas, juga terdapat alat pengupas apel yang lebih
mudah penggunaannya dengan harga terjangkau sekitar Rp74.900. Alat pengupas kulit
apel ini lebih mudah digunakan karena kita cukup menancapkan apel pada tempat yang
sudah disediakan, atur posisi pisau dan langsung diputar. Penggunaan alat ini lebih cepat
dibandingkan alat sebelumnya, kemudian tangan dapat terhindar dari resiko terluka, dan
bisa dipergunakan oleh anak kecil sekalipun.
-
Gambar 1.2 Alat Pengupas Apel Model 2
(sumber: http://www.duniajasmine.com/alat-alat-dapur/2020-mesin-pengupas-apel.html)
Dari kedua jenis alat pengupas apel dan beberapa jenis alat pengupas apel lainnya
yang terdapat pada pasaran, belum ada alat pengupas apel yang berjalan secara otomatis.
Mayoritas masih menggunakan tenaga manusia dalam proses pengupasan apel. Jadi, pada
lomba teknologi tepat guna ini, akan dirancang alat pengupas apel yang otomatis dan
akan berjalan dengan cukup menekan tombol ON yang terdapat pada alat tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang melatarbelakangi proposal ini antara lain:
1. Bagaimana pengaruh penggunaan alat pengupas apel otomatis dalam lama waktu
pengupasan apel?
2. Bagaimana tingkat efisiensi yang diperoleh dari penggunaan alat pengupas apel
otomatis dalam mengurangi buah apel yang terbuang selama pengupasan?
3. Bagaimana waktu dan efisiensi alat ini meningkatkan produksi yang dihasilkan?
1.3 Batasan Masalah
Terkait dengan penelitian yang akan dikerjakan terdapat beberapa batasan
permasalahan, diantaranya adalah:
1. Buah yang dapat dikupas oleh alat pengupas otomatis ini hanyalah buah apel.
2. Peletakan buah pada alat pengupas apel otomatis ini masih secara manual.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan yang akan dilakukan dari proposal ini adalah sebagai berikut:
-
1. Mengetahui pengaruh penggunaan alat pengupas apel otomatis dalam lama waktu
pengupasan apel.
2. Mengetahui tingkat efisiensi yang diperoleh dari penggunaan alat pengupas apel
otomatis dalam mengurangi buah apel yang terbuang selama pengupasan.
3. Mengetahui pengaruh waktu dan efisiensi dalam meningkatkan produksi yang
dihasilkan.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan proposal disusun secara sistematis agar mudah dipahami. Adapun
sistematikanya seperti berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Uraian mengenai latar belakang, tujuan, identifikasi dan pembatasan masalah,
metode dan sistematika penulisan proposal.
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Membahas mengenai teori dasar yang merupakan referensi langsung yang
berhubungan dengan pokok masalah.
BAB III PERANCANGAN DAN PENGUJIAN
Uraian mengenai perancangan dan pengujian alat yang telah dibuat, pengambilan
data serta menguji fungsi dari alat tersebut.
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
Menerangkan dan memberi kesimpulan dari keseluruhan pembahasan tentang alat
yang dibuat serta diakhiri dengan saran.
-
BAB II
KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Alat Pengupas Apel
Perkembangan alat pengupas apel sudah cukup canggih dan mudah didapatkan.
Dalam pembahasan kajian teori ini, akan dilakukan pembahasan pada 3 jenis alat
pengupas apel, dimana 2 diantaranya sudah dijual dipasaran dan 1 merupakan penelitian
dari mahasiswa Politeknik Caltex Riau.
Alat pengupas apel model 1 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1,
merupakan alat yang masih sangat sederhana dan pada dasarnya penggunaannya mirip
dengan pengupasan apel menggunakan pisau biasa. Alat ini memiliki tempat
penyimpanan sisa kulit apel yang terkupas sehingga lebih mudah untuk dibuang. Alat ini
masih jauh dari tingkat efisiensi yang diinginkan karena tidak mempercepat proses
pengupasam apel secara signifikan dan tidak mudah untuk dioperasikan.
Alat pengupas apel model 2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.2,
merupakan alat yang sedikit lebih canggih dibandingkan dengan alat pengupas apel
model 1. Harga alat ini juga lebih tinggi dibandingkan model sebelumnya. Alat ini lebih
mudah penggunaannya, karena kita cukup menancapkan apel pada tempat yang sudah
disediakan, atur posisi pisau dan langsung diputar.
Ukuran alat pengupas apel model 2 ini adalah sekitar 16 x 17,5 cm dengan bahan
yang terbuat dari plastik dan logam. Kulit yang terkelupas dari alat ini biasanya tidak
terputus sehingga sisa kulit ini bisa dijadikan hiasan bagi mereka yang suka menghias
makanan dengan bentuk bunga yang terbuat dari kulit apel.
Alat pengupas apel model 2 ini memiliki kerangka yang bagus sehingga dapat
mempercepat proses pengupasan apel. Namun, pengoperasian alat ini masih bersifat
manual karena perlu diputar oleh penggunanya secara manual. Lama waktu pengupasan
apel tergantung dari kecepatan putar dari penggunanya sendiri. Sehingga, alat ini masih
kurang karena jika digunakan dalam jangka panjang dan dalam jumlah yang banyak,
pengguna akan kelelahan memutar alat ini dan dapat menurunkan produktivitasnya.
-
Gambar 2.1 Alat Pengupas Apel Model 2 Tampak Atas
(sumber: http://www.duniajasmine.com/alat-alat-dapur/2020-mesin-pengupas-apel.html)
Gambar 2.2 Kerangka Alat Pengupas Apel Model 2
(sumber: http://www.duniajasmine.com/alat-alat-dapur/2020-mesin-pengupas-apel.html)
Selain dari kedua alat pengupas apel yang sudah dipasarkan, juga terdapat
penelitian alat pengupasan apel otomatis dari seorang mahasiswa Politeknik Caltex Riau.
Muhammad Randi dan Jupri Yanda Zaira pada Oktober 2013 yang lalu juga melakukan
penelitian alat pengupas apel otomatis yang dirancang khusus untuk meningkatkan
kecepatan produksi usaha manisan buah, khususnya buah apel.
Gambar 2.3 Alat Pengupas Apel Model 3 (sumber: Randi, Muhammad dan Jupri Yanda
Zaira. 2013. Alat Pengupas Apel Otomatis. Politeknik Caltex Riau)
-
Mesin yang dirancang menggunakan pisau yang didesain khusus agar mampu
mengupas kulit buah apel mengikuti kontur buah tersebut. Mesin tersebut menggunakan
1 motor DC sebagai pemutar buah apel dan 1 motor DC parabola sebagai penggerak
pisau pengupas buah apel. Relay digunakan untuk mengatur kinerja sekuensial dari alat
ini agar sesuai dengan keadaan yang diinginkan.
Dengan menggunakan alat ini proses pengupasan sebuah apel dapat diselesaikan
dengan waktu rata-rata 28 detik dan berat apel yang terbuang sekitar 1,775 gram. Mesin
tersebut masih belum terlalu efektif karena masih banyak bagian apel yang terbuang dan
ada bagian apel yang belum terkupas juga.
2.2 Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler merupakan sebuah prosesor keping tunggal (single chip prosesor)
yang berfungsi sebagai kendali rangkaian elektronik, yang memiliki daya rendah dan
performa tinggi. Dalam perkembangannya, mikrokontroler telah mengambil peranan
penting dalam dunia sistem elektronika, pemaanfaatan chip mikrokontroler ini dapat
dipergunakan untuk aplikasi dalam dunia industri.
Dalam mikrokontroler terdapat fungsi untuk membangkitkan PWM. Ada
beberapa jenis inverter diantaranya adalah inverter PWM (Pulse Width Modulation).
Keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi dibanding dengan jenis-jenis
inverter lainnya adalah rendahnya derau pada tegangan keluaran dibanding dengan jenis
inverter lainnya. Selain itu, teknik PWM sangat praktis dan ekonomis untuk diterapkan
berkat semakin pesatnya perkembangan komponen semikonduktor, terutama komponen
daya yang mempunyai waktu penyaklaran sangat cepat. Pada pengendalian kecepatan
motor DC, inverter PWM mempunyai kelebihan yaitu mampu menggerakkan motor
induksi dengan putaran halus dan rentang yang lebar. Selain itu, apabila pembangkitan
sinyal PWM dilakukan secara digital akan dapat diperoleh untuk kerja sistem yang bagus
karena lebih kebal terhadap derau. Atas dasar itu, maka perancangan alat ini bertujuan
untuk dapat mengatur kecepatan putaran motor yang diaplikasikan pada alat pengupas
apel otomatis. Perancangan alat ini membutuhkan tiga buah perangkat penting, yaitu
mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali, alat pengupas apel dan motor dc
sebagai penggerak.
-
Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMega8535 (sumber: http://www.yujum.com/jual-
mikrokontroler-atmega-8535-murah-di-jogja/)
ATmega8535 adalah mikrokontroler standar CMOS 8-bit berdaya rendah yang
memiliki arsitekstur AVR RISC (Reduced Instruction Set Computer) dimana semua
intruksi dikemas dalam kode 16-bit. Mikrokontroler ATmega8535 memilki fitur-fitur
utama, antara lain sebagai berikut:
a. 8 KByte untuk System Programmable Flash pada Read-While-Write (ROM)
b. Memori data EEPROM 512 Byte
c. Memori data SRAM internal 512 Byte
d. 32 jalur Input-Output
e. 32 Register umum
f. 3 Flexible Timer/ counter dengan Compare-Modes
g. Internal dan ekstenal Interupt
h. Pemrograman serial dengan USART
i. Interface serial Two wire sebesar 1 Byte
j. 8 Single Ended Channels, 10 bit untuk ADC, dan 4 channel PWM
k. Watchdog timer yang dapat diprogram dengan Internal Oscillator
Secara fungsional, konfigurasi pin ATmega8535 adalah sebagai berikut:
a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
b. GND merupakan pin ground.
c. Port A (PA0-PA7) merupakan pin I\O dua arah dan ADC.
d. Port B (PB0-PB7) merupakan pin I\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu
timer/counter, comparator analog, dan SPI.
e. Port C (PC0-PC7) merupakan pin I\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu TWI,
komparator analog, dan timer oscillator.
-
f. Port D (PD0-PD7) merupakan pin I\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu
komparator analog, instrupsi eksternal, dan komunikasi serial.
g. RESET merupakn pin yang digunakan untuk men-reset mikrokontroller.
h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori yaitu memori program,
memori data, dan memori EEPROM. Ketiga memori tersebut memilki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program ATmega8535 memilki kapasitas memori program sebesar
8Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h FFFFh.
b. Memori data ATmega8535 memilki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang
terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serbaguna, register I/O dan SRAM.
c. Memori EEPROM ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte
yang terpisah dari memori program maupun memori data.
2.3 Motor DC
Gambar 2.5 Motor DC (sumber: http://etekno.blogspot.com/2010/07/pengendalian-
motor-dc-dengan.html)
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah
pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan
pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut
rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan
arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional.
-
Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan, yaitu kutub utara dan kutub
selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub
dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau
lebih elektromagnet.
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak
mempengaruhi kualitas pasokan daya. Prinsip dasar dari motor arus searah (motor DC)
adalah jika sebuah kawat berarus diletakkan antara kutub magnet utara dan selatan, maka
pada kawat itu akan bekerja suatu gaya gerak listrik yang akan menggerakkan kawat itu.
Motor arus searah secara garis besar memiliki dua bagian yaitu:
a. Stator
Stator merupakan bagian motor arus searah yang tidak bergerak yang meliputi:
1. Badan Motor
Fungsi utama dari badan motor adalah sebagai bagian dari tempat
mengalirnya flux magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet. Disamping
itu badan magnet berfungsi untuk meletakan alat-alat tertentu dan
melindungi bagian-bagian mesin lainnya. Pada badan motor terdapat
terminal box yang merupakan tempat ujung-ujung lilitan penguat megnet
dan lilitan jangkar.
2. Inti Kutub Magnet
Setiap motor mempunyai inti kutub magnet yang berfungsi menghasilkan
medan magnet.
3. Sikat
Fungsi dari sikat adalah jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar
dengan sumber tegangan. Agar gesekan antara komutator-komutator dan
sikat tidak menyebabkan ausnya komutator, maka sikat dibuat lebih lunak.
b. Rotor
Rotor bagian dari motor arus searah yang berputar, terdiri dari:
1. Jangkar
Jangkar berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada pemukaanya, untuk
melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi.
2. Lilitan Jangkar
-
Lilitan jangkar merupakan bagian yang penting pada motor arus searah
karena merupakan tempat timbulnya torsi. Kumparan biasanya terdiri dari
beberapa lilitan, yang dihubungkan satu sama lain membentuk belitan.
3. Komutator
Komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik, terbuat dari bahan
campuran tembaga dan diantara komutator-komutator terdapat bahan
isolator. Komutator juga berfungsi untuk mengumpulkan ggl induksi yang
terbentuk pada sisi kumparan.
-
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Algoritma dan Flowchart
Algoritma dari mekanisme kerja alat pengupas apel ini adalah sebagai berikut:
1. Letakkan apel di atas alat pengupas apel otomatis
2. Posisikan pisau pada daerah yang tepat
3. Tekan tombol START untuk mulai pengupasan
4. Pengupasan akan berhenti setelah apel selesai dikupas atau pengupasan juga dapat
berhenti setelah tombol STOP ditekan
5. Apel dapat diambil dan letakkan apel yang baru
6. Jika kotak pembuangan penuh, kotak dapat dibuka dan kulit apel dapat dibuang
Flowchart dari mekanisme kerja alat pengupas apel ini adalah sebagai berikut:
START
LETAKKAN
APEL
TEKAN
TOMBOL
START
MOTOR
BERPUTAR,
APEL DIKUPAS
AMBIL
APEL DAN
SISA KULIT
END
MIKROKONTROL
LER BEKERJA
TRANSISTOR
MEN-DRIVE
MOTOR
-
3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Sistem perangkat keras dari alat pengupas apel otomatis ini akan dibangun
menggunakan komponen berikut: Mikrokontroler ATMega8535, alat pengupas apel
model 2, motor DC, driver motor DC, panel kontrol (start and stop button) dan sumber
daya. Secara garis besar perancangan sistem yang akan dibangun dapat dilihat dapat
dikategorikan sebagai berikut:
1. Perangkat untuk proses (Mikrokontroler ATMega8535)
Mikrokontroler ATMega8535 berfungsi sebagai minimum sistem pengendali
pada alat pengupas apel otomatis dan akan dirancang dengan program
menggunakan bahasa C.
2. Perangkat-perangkat pendukung lainnya yang termasuk dalam bagian utama
perangkat keras untuk mendukung sistem pada alat pengupas apel otomatis adalah
sebagai berikut:
a. Alat Pengupas Apel Model 2, merupakan bagian utama yang akan
dioperasikan menjadi alat pengupas apel otomatis.
b. Motor DC, digunakan sebagai penggerak pemutar pisau.
c. Driver motor DC, memiliki fungsi untuk mengatur polaritas motor DC.
Driver motor DC ini menerima masukan Pulse Width Modulation (PWM)
dimana driver motor ini akan mengatur kecepatan putaran motor DC.
d. Panel kontrol untuk kontrol on-off dari alat pengupas apel otomatis.
e. Sumber daya, berfungsi sebagai suplai daya untuk sistem keseluruhan.
Blok diagram dari sistem perangkat keras seperti berikut:
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Perangkat Keras
Power Supply 9 VDC
Mikrokontroller
ATMega8535
Driver Motor
DC Motor DC
START/STOP
-
Blok diagram sistem perangkat keras di atas merupakan bagian dari cara kerja
sistem yang berhubungan dengan pengaplikasian sistem perangkat keras pada alat
pengupas apel otomatis, dapat dilihat bahwa sistem bersifat open-loop dengan kecepatan
konstan sesuai dengan pengaturan dari mikrokontroller.
Kerangka pada alat pengupas apel otomatis ini dirancang menggunakan bahan
plastik dan logam. Pengambilan kerangka berasal dari kerangka alat pengupas apel model
2, lihat gambar 2.2. Pengunaan alat pengupas apel model 2 ini dikarenakan konstruksi
pengupasan apelnya sudah cukup efektif. Bahannya juga ringan dan mudah ditambahkan
motor sebagai penggerak pemutarnya. Untuk menggerakkan pemutar, pada bagian
pemutar akan dipasang motod DC dengan gear agar torsi yang dihasilkan cukup untuk
memutar pisau pengupas sekaligus memutar apel. Rancangan mekanisme alat ini dapat
digambarkan sebagai berikut:
Gambar 3.2 Rancangan Rangka Alat Pengupas Apel Otomatis
Dari kerangka di atas dapat dilihat bahwa, terdapat motor DC yang diletakkan
pada bagian pemutar dan terdapat 2 tombol yang akan digunakan, yakni tombol hijau
sebagai tombol start dan tombol merah sebagai tombol stop jika ingin menghentikan alat
secara mendadak. Di dalam kotak akan terdapat mikrokontroler dan driver motor DC
serta sumber daya untuk sistem ini. Pada bagian bawah alat ini akan dilubangin dan
diletakkan di atas satu kotak pembuangan sisa pengupasan apel yang terbuat dari plastik.
Rancangan untuk mikrokontroller 8535 yang akan digunakan dapat dilihat pada
gambar berikut. Board ini dapat dengan mudah didapatkan dengan harga Rp40.000
(belum termasuk mikrokontroler ATMega8535). Ukurannya adalah sebesar 7 x 6,8 cm
dengan 4 buah port I/O dengan setiap PORT dilengkapi dengan eksternal power suppy
+5V (di setiap pin 9 & 10) untuk menyuplai langsung hardware eksternal (LCD, driver
motor, LED, 7 segmen dan sebagainya). Selain itu, board ini sudah dilengkapi dengan
-
LED, regulator 7805 dan koneksi ADC (AVCC, AGND dan AREF) yang sudah siap
menerima input analog pada PORT A. Tegangan masukkannya adalah dari 6-12 Volt.
Gambar 3.3 Board Mikrokontroler 8535
(sumber: https://www.tokopedia.com/mikro/sistem-minimum-sismin-avr-atmega8535-
atmega16-atmega32)
Untuk mengatur kecepatan putar motor DC digunakan PWM yang dibangkitkan
melalui fitur PWM pada mikrokontroler. Sebagian besar power supply untuk motor DC
adalah sebesar 12 V, sedangkan output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar 5 V.
Oleh karena itu digunakan transistor sebagai penguat tegangan. Di bawah ini adalah
gambar driver motor DC menggunakan transistor.
Gambar 3.4 Driver Motor DC
(sumber: http://elektro-kontrol.blogspot.com/2011/06/driver-motor-dc-menggunakan-ic-
l293d.html)
3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Untuk merubah kecepatan pada motor DC supaya stabil dan sesuai dengan
kebutuhan, kita cukup menggunakan fitur PWM yang ada pada mikrokontroler. PWM
(Pulse Width Modulation) adalah teknik mendapatkan efek sinyal analog dari sebuah
sinyal digital yang terputus-putus. PWM dapat dibangkitkan hanya dengan menggunakan
digital I/O yang difungsikan sebagai output.
-
Pada ATMega8535 ada 2 cara membangkitkan PWM, yang pertama PWM dapat
dibangkitkan dari port input/outputnya yang difungsikan sebagai output. Yang kedua
adalah dengan memanfaatkan fasilitas PWM dari fungsi timer/counter yang telah
disediakan. Dengan adanya fasilitas ini proses pengaturan waktu high/low sinyal digital
tidak akan mengganggu urutan program lain yang sedang dieksekusi oleh prosesor.
Selain itu, dengan menggunakan fasilitas ini kita tinggal memasukkan berapa porsi
periode waktu on dan off gelombang PWM pada sebuah register. OCR1A, OCR1B dan
OCR2 adalah register tempat mengatur duty cycle PWM.
Untuk programnya digunakan software AVR studio yang dilengkapi dengan
WinAVR, sehingga mendukung bahasa C. Setelah program dibuat, maka dapat
didownload ke mikrokontroler melalui kabel USB. Pada program akan diatur berapa lama
motor DC akan berputar, kemudian motor akan berhenti setelah waktu yang ditentukan
selesai, atau setelah tombol STOP ditekan.
Untuk pengontrolan motor DC satu arah ini sebenarnya bisa menggunakan
thyristor, namun penggunaan mikrokontroler akan lebih mudah dalam pengaturannya dan
bersifat lebih stabil.
3.4 Rincian Biaya
Rincian biaya yang dibutuhkan dalam perancangan dapat dilihat pada tabel 3.1
berikut:
Tabel 3.1 Rincian Biaya Pembuatan Alat Pengupas Apel Otomatis
No. Alat dan Bahan QTY
(Unit)
HARGA PER
UNIT JUMLAH
1. Motor DC Gear Box 1 Rp 75.000,00 Rp 75.000,00
2. Transistor, push button, dll 1 Rp 25.000,00 Rp 25.000,00
3. ATMega8535 1 Rp 45.000,00 Rp 45.000,00
4. Board Mikrokontroler 1 Rp 40.000,00 Rp 40.000,00
5. Alat Pengupas Manual 1 Rp 75.000,00 Rp 75.000,00
6. Power Supply 9 V Adapter 1 Rp 60.000,00 Rp 60.000,00
7. Kotak Pembuangan dari Plastik 1 Rp 20.000,00 Rp 20.000,00
TOTAL Rp 340.000,00
-
3.5 Pengujian
Pengujian alat ini akan dilakukan dengan menghitung kecepatan pengupasan apel
dengan mengambil sample dimulai dari 1 biji, 2 biji, 5 biji, 10 biji dan 20 biji. Kecepatan
ini akan diambil dengan alat pengupas manual dan dibandingkan dengan alat pengupas
otomatis. Pada alat pengupas apel manual dibutuhkan waktu 28 detik per biji. Jika
digunakan sehari-hari dengan estimasi 100 biji buah per hari, maka akan menghasilkan
perbandingan lama waktu yang dibutuhkan bagi 1 produsen dalam 1 bulan. Perbandingan
waktu ini akan menunjukkan tingkat pengaruh penggunaan alat ini secara manual dan
otomatis.
Bagian kedua merupakan pengujian efisiensi penggunaan alat ini pada bagian
kulit buah yang terbuang. Bagian ini dapat dibandingkan dengan penelitian yang telah
dilakukan, yaitu pada Alat Pengupas Apel Model 3. Pada alat sebelumnya berat apel yang
terbuang adalah 1,775 gram. Dengan menimbang hasil pengujian, dapat dilakukan
perbandingan dan perbandingan ini akan menunjukkan efisiensi penggunaan alat ini
dalam mengurangi bagian yang terbuang. Dengan demikian, diharapkan alat ini mampu
meningkatkan produksi dari pengolah buah, mengurangi kerugian dan meningkatkan
kecepatan produksi.
-
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Berikut adalah kesimpulan yang dapat diambil dari berbagai analisa di atas:
1. Jika alat pengupas apel otomatis ini berhasil dibuat, alat ini mampu meningkatkan
kecepatan pengupasan apel dibandingkan dengan kecepatan dengan menggunakan
tenaga manusia.
2. Dengan adanya alat ini, produsen yang memproduksi dengan menggunakan apel
sebagai bahan utama, dapat meningkatkan kecepatan produksinya.
4.2 Saran
Adapun saran yang dapat diajukan penulis adalah guna mengembangkan
penelitian tentang T-Shirt Folding Machine yaitu:
1. Penggunaan bahan lebih baik dirakit sendiri dari awal sehingga dapat mengurangi
biaya pembuatan alat ini.
2. Pengembangan alat ini dapat dilakukan sehingga apel tidak perlu diletakkan
secara manual dan dapat sepenuhnya dijalankan pada mesin tanpa bantuan
manusia.
1. Memperkuat Tulang2. Pencegah Penyakit Asma3. Mencegah Alzheimer4. Buah Apel dapat Menurunkan Kadar Kolesterol Jahat5. Mencegah berbagai Macam Penyakit KankerBAB IIKaJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI