PERANCANGAN ALAT SORTASI OTOMATIS BUAH APEL MANALAGI (Malus Sylvestris Mill) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMega 16
MAKALAH
TEKNIK BIOSISTEM
TENTANG
“PERANCANGAN ALAT SORTASI OTOMATIS BUAH APEL MANALAGI (Malus Sylvestris Mill) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMega 16”
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK IV (EMPAT)
ANGGIA PERMATASARI (J1B018010)
ARMAN MAULANA HAMID (J1B018014)
M.MAJDI (J1B018048)
MUHAMMAD MUZAINI (J1B018060)
NURUL AFARINA (J1B018072)
RINA FITRI YANTI (J1B018080)
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI
UNIVERSITAS MATARAM
2019
KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillah kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena telah melimpahkan rahmat-Nya berupa kesempatan dan pengetahuan sehingga makalah ini bisa selesai pada waktunya,dengan judul “PERANCANGAN ALAT SORTASI OTOMATIS BUAH APEL MANALAGI (Malus Sylvestris Mill) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMega 16”
Terima kasih juga kami ucapkan kepada teman-teman yang telah berkontribusi dengan memberikan ide-idenya sehingga makalah ini bisa disusun dengan baik dan rapi.Kami berharap semoga makalah ini bisa menambah pengetahuan para pembaca. Namun terlepas dari itu, kami memahami bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga kami sangat mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun demi terciptanya makalah selanjutnya yang lebih baik lagi.
Mataram, 09 Oktober 2019
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL……………………………………………………………..1KATA PENGANTAR……………………………………………………………2
DAFTAR ISI……………………………………………………………………....3
BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………..4
Latar Belakang……………………..…………………………… .4
Rumusan Masalah………………………………………....…….. 4
Tujuan……...……......……………………..……..………...…........4
BAB III PEMBAHASAN………………………………....……………..….…….5
BAB IV PENUTUP………………………………………………………..……...9
KESIMPULAN………………………………………………….…….….…….....9
DAFTAR PUSTAKA………………………………………..……………………10
BAB I
PENDAHULUAN
Salah satu cara meningkatkan nilai ekonomis apel terutama untuk pasar ekspor adalah dengan melakukan sortasi sebelum dilakukan pengiriman ke pasar. Sortasi buah meliputi kegiatan pamilahan fraksi berdasarkan karakteristik fisik (kadar air, bentuk ukuran berat, jenis, tekstur, warna, benda asing/kotoran), kimia (komposisi bahan bau dan rasa ketengikan) dan kondisi biologisnya (jenis dan kerusakan oleh serangga jumlah mikroba dan daya tumbuh khusus untuk benih. Sortasi secara umum bertujuan menentukan klasifikasi komoditas berdasarkan mutu sejenis yang terdapat dalam komoditas itu sendiri.
Proses penyortiran buah-buahan pada saat ini masih terdapat aspek-aspek yang penting untuk dilakukan penelitian, terutama untuk pencangan alat. Pada proses sortasi secara manual, kelemahan yang dimiliki manusia manakala manusia melakukan tugas-tugas sensorik dalam kapasitas yang besar dan waktu kerja yang lama. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut digunakan pendekatan mekanis dengan teknologi otomatisasi agar lebih efektif dan efisien. Penggunaan tenaga manusia (manual) sebagai penentu tingkat grade buah berdasarkan ukuran memiliki beberapa kekurangan antara lain penilaian manusia yang bersifat subyektif dan tidak konsisten terhadap objek buah serta pekerjaan yang dilakukan secara berulang-ulang dapat menyebabkan kejenuhan. Oleh karena itu perancangan alat sortasi buah ini diharapkan dapat mengatasi masalah tersebut.
1.2.Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu:
Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan proses penyortiran?
Untuk mengetahui cara kerja alat penyortiran tersebut
1.3.Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalaah ini yaitu:
Apa saja bagian utama dari mesin atau alat sortasi buah apel tersebut)
Bagaimana proses perancangan system control pada alat sortasi tersebut?
Bagaimana pengujian rangkain elektronik?
Bagaimana dengan kapasitas kerja alat sortasi tersebut?
BAB II
PEMBAHASAN
Alat sortasi buah apel yang dirancang dan dikonstruksikan dalam penelitian ini mempunyai beberapa bagian utama yang mendukung operasional kerjanya, antara lain sistem rangka (frame), hopper masukan buah dan sistem pengumpanan buah otomatis, serta sistem pintu output sortasi (keluaran hasil sortasi berdasarkan grade buah).
Hopper masukan buah merupakan bagian dari alat yang berfungsi sebagai tempat masuknya buah sebelum memasuki ruang pengumpanan buah otomatis. Bagian ini terbuat dari bahan arcrilic dengan ukuran dimensi (P x L x T) 60 x 30 x 10 cm di bagian atas dan dengan bagian bawah dengan ukuran diamensi 40 x 8 x 10 cm, di kedua bagian tersebut pada bagian dasar dirancang miring sekitar 45˚. Hopper ini mempunyai kapasitas untuk menampung sampai dengan 6 kg buah apel.
Sistem hopper masukan buah tersebut dirancang secara sederhana dengan memanfaatkan gaya gravitasi untuk pergerakan buah menuju ke ruang sistem pengumpanan. Pada bagian bawah tersebut juga dilengkapi sistem pengerak otomatis yaitu satu buah motor servo. Sistem ini untuk mengantisipasi apabila terjadi suatu kemacetan buah pada hopper bagian bawah yang akan menuju ke ruang pengumpanan buah. Dengan rancangan tersebut diharapkan sistem hopper masukan buah ini dapat bekerja dengan baik dan efektif.
Ruang pengumpanan buah otomatis merupakan tempat dimana buah akan dilakukan scanning atau pengambilan data oleh webcam yang kemudian data tersebut diolah oleh komputer dengan suatu program Delphi yang telah disusun untuk mengklasifikasikan objek (buah apel) tersebut berdasarkan ukuran diameternya kedalam nilai grade yang telah ditentukan. Alat ini dirancang dari bahan acrylic dengan ukuran dimensi 8 cm x 8 cm x 8 cm pada bagian dasar ruangan ini dilengkapi spon untuk mencegah benturan.
Ruang pengumpanan buah ini terdapat sistem pendorong buah menuju saluran output hasil sortasi. Sistem penggerak ini dilakukan oleh motor servo yang akan bekerja secara otomatis setelah identifikasi klasifikasi grade buah selesai dan pintu output hasil hasil keluaran buah telah terbuka berdasarkan nilai gradenya.
Pintu output hasil sortasi berdasarkan grade buah merupakan bagian berbentuk saluran yang terdapat semacam pintu-pintu keluaran sortasi berdasarkan gradenya masing-masing buah. Pada bagian ini terdapat empat pintu keluaran berdasarkan grade buah dimana pada pintu A, B, dan C terdapat semacam pintu dengan sistem buka dan tutup yang digerakkan oleh motor servo sedangkan pada pintu D hanya berupa pintu keluaran hasil sortasi.
Sistem pergerakan atau perpindahan buah menuju pada saluran output hasil sortasi ini dengan memanfaatkan gaya grafitasi, dimana pada bagian ini alat dirancang dengan suatu kemiringan atau sudut elevasi tertentu.
2.2.Perancangan Sistem Kontrol
Kontrol otomatis perlu sekali dalam kontrol numerik dari mesin alat-alat bantu di industri. Kemajuan dalam teori dan praktek kontrol otomatik memberikan kemudahan dalam mendapatkan performansi dari sistem dinamik, mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, menghilangkan pekerjaan-pekerjaan rutin dan membosankan yang harus dilakukan oleh manusia dan sebagainya.
Perancangan sistem pengontrolan alat sortasi buah apel ini adalah bagaimana menciptakan suatu sistem pada sebuah alat sortasi yang bisa diatur sedemikian rupa sehingga alat ini bisa dikendalikan dan berkerja secara otomatis dan secara terus menerus (continue) pada saat bahan berada di hopper, kemudian pada saat buah berada pada ruang pengumpanan otomatis serta pada sistem buka-tutup pintu output hasil sortasi. Kesemua sistem tersebut berada dibawah kendali mikrokontroler.
Tujuan dari perancangan sistem ini adalah untuk membuat program kontrol yang mengendalikan gerakan motor servo yang akan menentukan sistem kerja alat sortasi buah apel ini dengan menggunakan mikrokontroler. Sistem yang dibuat ini telah disesuaikan dengan masukan yang ada sehingga alat bisa berjalan dan berhenti pada waktu dan posisi yang tepat secara terus-menerus
2.3.Pengujian Rangkain Elektronik
Pengujian mikrokontroler perlu dilakukan baik sebagai rangkaian masing-masing, sistem minimum, maupun sistem secara keseluruhan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian berfungsi sesuai dengan prinsip kerja sistem yang dibuat atau tidak. Pengujian ini meliputi mikrokontroler sebagai minimum system, motor servo pada system rangkaian gerak alat sortasi, webcame sebagai sensor warna dan diameter buah dan rangkaian interface PC dengan system control.
Pengujian keseluruhan sistem yaitu pengujian mekanik dengan elektronik dapat berjalan dengan baik. Sensor pendeteksi bahan yaitu berupa kamera webcame dapat mendeteksi bahan dengan baik. Demikian pula program Delphi 7 yang telah rancang sebagai penganalisis dan pengolah data dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Mikrokontroler ATmega sebagai otak mampu memberikan menerima dan memberikan perintah kepada semua komponen yang dipakai untuk menggerakkan mekanik alat (motor servo pada masing- masing bagian) dengan sesuai dan benar.
Pemberian program pada mikrokontroller ATmega 16 yang digunakan adalah menggunakan bahasa BASCOM AVR, sedangkan untuk program pengolah data buah menggunakan program Delphi 7.0. Kamera webcame sebagai pendeteksi buah bersama dengan program Delphi pada personal computer mengolah data grade diameter buah kemudian memberi masukan data kepada mikrokontroler ATmega 16 untuk memberi perintah kepada masing-masing motor servo untuk mengerjakan perintah sesuai dengan program yang dijalankan.
2.4.Kapasitas Kerja Alat Sortasi
Kapasitas kerja merupakan kemampuan alat untuk bekerja selama waktu tertentu. Pada pengujian kapasitas kerja ini parameter yang diamati adalah lamanya waktu proses penyortiran terhadap bahan. Bahan yang dipakai pada pengujian kapasitas kerja adalah buah apel sebanyak 20 buah. Proses pengujian kapasitas kerja hasil sortasi ini dilakukan dalam tiga kali pengulangan. Adapun tabel hasil pengujian kapasitas kerja alat ditunjukkan pada Tabel 2. berikut ini :
Tabel 2. Hasil Pengujian Kapasitas Kerja Alat Sortasi Buah Apel.
Ulangan
Jumlah Buah
Waktu (detik)
Kapasitas Kerja Buah (buah/jam)
I
20
210
342.86
II
20
216
333.34
III
20
242
297.52
Rata-rata
20
222.67
324.57
Dari data pengujian kapasitas kerja pada Tabel 2 diatas, dapat diketahui bahwa alat sortasi ini memiliki rata-rata kapasitas kerja sortasi sebesar 20 buah/222.67 detik atau sama dengan 324.57 buah/jam. Hal ini masih berada di bawah kapasitas efektif yang bisa dicapai oleh alat sortasi ini yang bisa mencapai nilai kapasitas kerja 600 buah/jam. Hal ini terjadi karena disebabkan oleh beberapa hal diantaranya :
1) Proses untuk melakukan sortasi pada objek buah melebihi waktu efektif yang dibutuhkan, terutama pada buah yang berukuran diameter besar.
2) Motor servo yang bekerja pada sistem pengumpanan buah masih bekerja kurang efektif karena torsi motor servo yang dihasilkan kurang kuat untuk melakukan dorongan kepada buah begitu juga pada motor servo yang berada di sistem hopper.
Untuk mengatasi permasalahan diatas maka bisa dilakukan perbaikan pada sistem pengumpanan dan hoppernya terutama dengan mengganti motor servo yang telah ada dengan motor dc yang memiliki kekuatan torsi yang baik atau bisa pula perbaikan dengan motor servo dengan kualitas torsi yang lebih kuat. Alat sortasi ini memiliki kelebihan dan kekurangan, beberapa kelebihan alat ini diantaranya :
1) Alat sortasi ini memiilki mekanisme kerja yang sederhana dan bekerja secara otomatis dengan pengumpanan buah, sistem hopper, dan pintu output sortasi buah.
2) Kapasitas kerja efektif buah bisa mencapai 600 buah/jam, hal ini karena proses menyortasi satu objek buah membutuhkan waktu 6 detik pada kondisi seluruh sistem bekerja dengan baik.
Sedangkan kelemahan alat pemotong otomatis ini antara lain:
Masih terjadi kendala pada pada bagian sistem pengumpanan buah serta bagian hopper sehingga kapasitas kerja efektif belum tercapai serta laporan hasil sortasi menjadi kurang sesuai.
2) Masih perlu penelitian tentang efek kerusakan yang bisa terjadi pada objek buah dengan sistem sortasi yang diterapkan pada alat ini.
3) Kekuatan kerja alat secara umum masih perlu untuk dilakukan perbaikan dan ditingkatkan lagi.
BAB III
PENUTUP
3.1.Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini yaitu:
Penyortiran merupakan kegiatan atau proses pemilihan suatu barang.Baik itu buah-buahan ataaupun sebagainya.Berdasarkan bentuk,ukuran,tekster,maupun warna.
Alat sortasi otomatis buah apel manalagi (malus sylvestris mill) dibuat dengan bagian utama berupa Mekanik alat dan elektronik alat. Mekanik alat terdiri atas sistem hopper, sistem pengumpana buah, dan pintu output hasil sortasi. Pada bagian elektronik alat terdiri atas sistem kontrol ATMega 16 dan perangkat komputer untuk pengolahan data. Alat sortasi buah apel manalagi ini dapat berjalan sesuai dengan kontrol yang diberikan yakni mikrokontroler ATMega 16 sebagai processor pengendali dan program delphi 7.0 sebagai pengolah data grade ukuran diameter buah apel, mekanisme kontrol dan sortasi diameter buah berjalan dengan baik. Pengujian konsistensi hasil sortasi didapatkan data yang cukup seragam. Dalam hal ini berarti alat dapat bekerja dengan baik dan cukup akurat dalam melakukan proses pengolahan buah berdasarkan nilai ukuran diameternya. Untuk kapasitas kerja alat sortasi buah apel hasil rancangan didapatkan rata-rata sebesar 20 buah/222.67 detik atau sama dengan 324.57 buah/jam. Hal ini masih dibawah kapasitas kerja rancangan yang bisa didapatkan pada alat sortasi buah ini yaitu sebesar 600 buah/jam.
DAFTAR PUSTAKA
Anugrahandy Arga,dkk.2013.Perancangan Alat Sortasi Otomatis Buah Apel Manalagi (Malus sylvestris Mill) Menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega 16.Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem.Vol 1 No.1.
.JPG)
Komentar
Posting Komentar