...

30 BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Tujuan

by user

on
Category: Documents
0

views

Report

Comments

Transcript

30 BAB III RANCANG BANGUN 3.1 Tujuan
30
BAB III
RANCANG BANGUN
3.1 Tujuan Perancangan
Dalam pembuatan suatu alat, perancangan merupakan tahapan yang sangat
penting untuk dilakukan. Tahap perancangan merupakan suatu tahapan mulai dari
pengamatan, penganalisaan, pengoperasian, hingga mengusahakan suatu alat
menjadi beroperasi sebagaimana mestinya. Pada tahap perancangan, kita harus
terlebih dahulu memahami sifat maupun karakteristik dari komponen dan sistem
yang kita gunakan. Untuk memahaminya, kita dapat melihat dari data sheet book,
membaca buku penunjang, sampai bertanya kepada para ahli agar apa yang akan
kita rancang dapat sesuai dan terhindar dari segala kesalahan atau masalah yang
tidak diinginkan.
Perancangan merupakan kegiatan yang merencanakan, merealisasikan dan
mengembangkan fungsi dari suatu alat dengan mempertimbangkan nilai lebih bagi
pemakai. Untuk merealisasikan alat yang akan dibuat, maka langkah pertama
adalah membuat suatu rancangan sebagai acuan dasar dalam pembuatan alat. Pada
perancangan dilakukan desain rangkaian dan pemilihan komponen yang di
perlukan serta melakukan perhitungan sehingga alat dapat bekerja dengan baik
sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
31
3.2 Diagram Blok Rangkaian
Blok diagram rangkaian merupakan salah satu bagian terpenting dalam
perancangan suatu alat, karena dari blok diagram rangkaian inilah dapat diketahui
cara kerja rangkaian keseluruhan. Sehingga keseluruhan blok diagram rangkaian
tersebut akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan atau dapat
bekerja sesuai dengan perancangan.
Saklar Switch
Mikrokontroler
Driver Keran 1
Keran 1
ATMega 8535
Driver Relay 1
Pompa Air 1
Driver Relay 2
Elektrolisa
Driver Keran 2
Keran 2
Driver Relay 3
Pompa Air 2
Driver Relay 4
Motor AC
Driver Keran 3
Keran 3
Driver Relay 5
Pompa Air 3
PH Meter
Limit Switch
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
3.3 Langkah-langkah perancangan
Langkah-langkah perancangan ini terbagi menjadi 2 bagian, yaitu bagian
perancangan elektronik yang meliputi semua tahapan yang berhubungan dengan
rangkaian. Selanjutnya adalah perancangan mekanik. Pada bagian ini dilakukan
pekerjaan yang berhubungan dengan bidang mekanik seperti membuat desain
32
robot atau alat, merakit, pengeboran untuk bagian-bagian yang sesuai pada
rangkaian yang akan dibuat.
3.3.1
Perancangan Elektronik
Perancangan elektronik ini terdiri dari sebuah rangkaian yang digunakan
pada alat atau robot yang akan dibuat. Perancangan elektronik pada proses
elektrolisis yaitu :
3.3.1.1 Rangkaian Mikrokontroler
Gambar 3.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT Mega8535
33
Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller AT Mega8535 adalah
sebagai rangkaian pengontrol otomatis yang ada pada alat pengolah limbah rumah
tangga dengan metode elektrolisis. Mikrokontroler mendapat tegangan 5 vdc dan
port yang digunakan adalah port B dan port D.
3.3.1.2 Rangkaian Driver Relay
Gambar 3.3 Rangkaian Driver Relay
34
Rangkaian driver relay digunakan untuk mengaktifkan 5 beban yaitu
pompa air 1, rangkaian elektrolisa, pompa air 2, motor AC, dan pompa air 3.
Relay pertama yaitu beban pompa air 1 berada pada port b0 mikrokontroler dan
aktif dengan input saklar. Relay kedua yaitu beban rangkaian elektrolisa berada
pada port b1 dan aktif setelah time delay selama 2 menit dari mikrokontroler.
Relay ketiga yaitu beban pompa air 2 berada pada port b2 dan aktif setelah time
delay dari mikrokontroler selama 20 menit. Relay keempat yaitu beban motor AC
berada pada port b3 dan aktif bila limit switch tertutup. Relay kelima yaitu beban
pompa air 3 berada pada port b4 dan aktif setelah time delay dari mikrokontroler
selama 3 menit.
3.3.1.3 Rangkaian Driver L293D
IC L293D adalah IC yang umum dipakai untuk mengendalikan motor DC
memiliki 2 Supply daya yang memiliki fungsi berbeda yaitu tegangan 5V untuk
mengaktifkan IC dan 12 V untuk tegangan motor. Sebuah IC L293D berisi empat
buah push-pull. Setiap dua buah push-pull dapat digunakan sebagai sebuah untai
H-bridge dan dapat diaktifkan dengan sebuah sinyal enable. Pada alat ini driver
motor dc digunakan untuk mengendalikan motor dc 1 dan motor dc 2.
Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor DC
35
3.3.1.4 Rangkaian Elektrolisa
Gambar 3.5 Rangkaian Elektrolisa
Rangkaian elektrolisa digunakan untuk mengalirkan listrik ke media
penghantarnya yaitu positif (besi fe) dan negative (aluminium al). rangkaian ini
mendapat tegangan AC 220v yang kemudian disearahkan dengan menggunakan
diode bridge 6A untuk mendapatkan tegangan dc (anoda-katoda). Rangkaian ini
terhubung ke mikrokontroler melalui driver relay pada port B1 dan akan aktif
apabila relay mendapat sinyal 1 dari mikrokontroler. Dengan karakteristik diode
bridge yang digunakan sebagai berikut :
Tabel 3.1 Karakteristik Dioda Bridge
36
3.3.1.5 Gambar Rangkaian Keseluruhan
Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan
37
3.3.2 Perancangan mekanik
Pada bagian ini dilakukan pekerjaan yang berhubungan dengan bidang
mekanik, seperti membuat desain robot atau alat, merakit bagian-bagian yang
sesuai pada rangkaian yang akan dibuat.
3.3.2.1 Konstruksi Alat
Desain alat atau konstruksi dari tempat diletakkan alat ini berbentuk
seperti rak tangga dengan tinggi sekitar 1,5 meter dan lebar juga 1,5 meter. Rak
tangga ini mengunakan bahan dan terdiri dari 5 tingkatan anak tangga dengan
masing-masing anak tangga berisi wadah/ember tempat mengalirnya air.
Konstruksi mekanik dari alat ini dapat dilihat pada gambar 3.7 dibawah ini :
Gambar 3.7 Konstruksi Mekanik Alat Pengolah Limbah
38
3.4 Prinsip kerja Alat
Salah satu proses yang digunakan dalam alat pengolah air limbah berbasis
mikrokontroler ATMega 8535 adalah metode elektrolisis yaitu dengan
menggunakan rangkaian elektrolisa sebagai rangkaian utama.
Metode elektrolisis terdiri dari berapa proses dengan mikrokontroler
ATMega 8535 sebagai control otomatisnya, pada proses pertama adalah
pengukuran PH air sisa bilasan yang akan diproses pada alat ini. Setelah diketahui
berapa PH airnya, kemudian saklar sebagai input ditekan untuk mengaktifkan
relay 1 sehingga menghidupkan pompa air 1 yang digunakan untuk mendorong air
keluar melalui keran 1, bersamaan dengan itu motor dc 1 juga aktif untuk
memutar keran air 1 agar proses perpindahan air dari ember pertama ke ember
kedua berjalan.
Pada proses kedua, input yang digunakan adalah selang waktu
perpindahan air dari ember pertama ke ember kedua, sehingga diperlukan time
delay yang didapat dari mikrokontroler, pada proses ini digunakan time delay
sebesar 3 menit. Setelah 3 menit yaitu waktu perpindahan air dari ember pertama
ke ember kedua maka relay 1 (pompa air 1) dan motor dc 1 off dan relay 2 aktif
yaitu rangkaian elektrolisa. Dimana rangkaian ini menggunakan input AC 220
volt yang kemudian disearahkan dengan diode bridge 6A untuk mendapatkan
tegangan DC. Rangkaian ini ditambah dengan dua buah elektroda dimana pada
kaki katoda diode bridge digunakan batang aluminium (Al) sebagai elektrodanya,
sedangkan pada kaki anoda diode bridge digunakan batang besi (Fe) sebagai
elektrodanya. Proses elektrolisis ini memakan waktu sekitar 20 menit untuk
39
mengeluarkan zat-zat terlarut di dalam air, sehingga pewaktuan tersebut akan
dijadikan input lagi untuk proses perpindahan air dari ember kedua ke ember
ketiga. Setelah 20 menit maka proses elektrolisis akan berhenti, saat elektrolisa off
maka relay 3 akan aktif bersamaan dengan motor dc 2 yaitu relay digunakan untuk
mengaktifkan pompa air 2 untuk mendorong air keluar melalui keran 2 sedangkan
motor dc digunakan untuk memutar keran 2 agar proses perpindahan air dari
ember kedua ke ember ketiga berjalan. Perpindahan tersebut memerlukan waktu
sama seperti perpindahan dari ember pertama ke ember kedua yaitu 3 menit.
Setelah time delay selama 3 menit itulah maka relay 3 (pompa air 2) dan motor dc
2 (keran 2) menjadi off. Sedangkan pada proses ketiga hanyalah proses
penyaringan (filter biasa) secara konvensional.
Sensor mekanik untuk ketinggian air berupa limit Switch, merupakan
masukan bagi mikrokontroler ATMega8535 yang akan mendeteksi batas
ketinggian air yang berada pada box ke empat.. Lalu mentransfernya ke port A
mikrokontroler ATMega8535 yang kemudian akan diolah oleh mikrokotroler
sehingga dapat mengaktifkan driver relay 4 yang akan mengerakan motor AC
pada box 4. Motor AC aktif selama 3 menit, setelah 3 menit driver relay 4 akan
off dan driver relay 5 dan driver H-Bridge 3 akan aktif shingga keran akan aktif.
Proses ke 5 adalah penyaring konvensional kedua, dan proses ke 6 adalah
pembacaan pH kedua, yang mana hasilnya akan dibandingkan dengan pengukuran
pH Pertama.
Fly UP