File

Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang
bergerak,
keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat
keseimbangan. Kata pneumatik berasal bahasa Yunani “ pneuma “ yang
berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti terisi udara atau
digerakkan oleh udara mampat. Pneumatik merupakan cabang teori aliran
atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran
udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa-pipa, selangselang, gawai dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara
yang
dimampatkan.
Pneumatik
menggunakan
hukum-hukum
aeromekanika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap
(khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika)
dan teori aliran (aerodinamika).Pneumatik dalam industri merupakan ilmu
pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan
suatu gaya atau gerakan. Jadi pneumatik meliputi semua komponen
mesin atau peralatan, di mana terjadi proses-proses pneumatik.
Komponen pneumatik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam
praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan
yang ekonomis. Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan
media pneumatik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut :
1. Digunakan untuk pencekaman benda kerja
2. Digunakan untuk pergeseran benda kerja
3. Digunakan untuk pengaturan posisi benda kerja
4. Digunakan untuk pengaturan arah benda kerja
Penerapan sistem pneumatic secara umum :
1. Pengemasan (packaging)
2. Pemakanan (feeding)
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
3. Pengukuran (metering)
4. Pengaturan buka dan tutup (door or cute control)
5. Pemindahan material (transfer of material)
6. Pemutaran dan pembalikan benda kerja (turning dan inverting of
parts)
7. Pemilahan bahan (sorting of parts)
8. Penyusunan benda kerja(stacking of components)
9. Pencetakan benda kerja (stamping and embossing of components)
Susunan sistem pneumatic adalah sebagai berikut :
1. Catu daya (energy supply)
2. Energy masukan (sensor)
3. Energy pengolah (processor)
4. Elemen kerja (actuator)
Keuntungan pemakaian pneumatik
1. Merupakan media kerja yang mudah didapat dan mudah diangkut
2. Mudah disimpan
3. Bersih dan kering
4. Tidak peka terhadap perubahan suhu
5. Aman terhadap kebakaran dan ledakan
6. Tidak diperlukan pendingin fluida kerja
7. Menguntungkan karena udara bisa digunakan secara gratis
8. Mudah dalam hal perawatan dan pemiliharanan
Kerugian/keterbatasan pemakain pneumatik
1. Ketermampatan udara
Udara dapat dimampatkan. Oleh sebab itu adalah tidak mungkin
untuk mewujudkan kecepatan-kecepatan piston dan pengisian yang
perlahan-lahan dan tetap, tergantung dari bebannya.
2. Gangguan suara
Udara yang ditiup ke luar menyebabkan kebisingan (desisan)
mengalir ke luar, terutama dalam ruang-ruang kerja sangat
mengganggu.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
Pemecahan : dengan memberi peredam suara (silinder)
3. Kelembaban udara
Kelembaban udara dalam udara bertekanan pada waktu suhu menurun
dan tekanan meningkat dipisahkan sebagai tetesan air (air embun).
Pemecahan : penggunaan filter-filter untuk pemisahan air embun (dan
juga untuk penyaring kotoran-kotoran).
4. Bahaya pembekuan
Pada waktu pemuaian tiba-tiba (dibelakang pemakai udara bertekanan)
dan penurunan suhu yang bertalian dengan pemuaian tiba-tiba ini,
dapat terjadi pembentukan es.
Pemecahan : batasi pemuaian udara bertekanan dalam perkakasperkakas pneumatik, biarkan udara memuai sepenuhnya pada saat
diadakan peniupan ke luar.
5. Pelumasan udara bertekanan
Oleh karena tidak adanya sistem pelumasan untuk bagian-bagian yang
bergerak, maka bahan pelumas ini dimasukkan bersamaan dengan
udara yang mengalir, untuk itu bahan pelumas harus dikabutkan dalam
udara bertekanan. Perhatikan gambar dibawah ini.
BAB II
Gambar komponen – komponen pneumatic
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
Berdasarkan paparan diatas, penulis mendesain sebuah alat
automatisasi pengepakan barang berbasis pneumatik. Adapun penjelasan
tentang alat dan cara kerjanya dapat dilihat pada bab pembahasan.
1.2 Tujuan Desain Alat
Seorang pembuat alat tentu saja memiliki tujuan terhadap alat yang
didesainya. Adapun tujuan saya mendesain alat ini adalah :
1. Agar mampu memahami sistem kerja pneumatik
2. Agar mampu memahami kegunaan sistem pneumatic
3. Agar mampu membuat alat berbasis pneumatic
4. Sebagai salah satu tugas mata kuliah pneumatic
1.3 Kegunaan Alat
Alat ini dapat digunakan untuk melakukan pengepakan barang
secara otomatis sehingga mempermudah dan mempercepat pekerjaan
yang umumnya dilakukan secara manual.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
BAB II
DESAIN DAN ALGORITMA ALAT
2.1 Gambar desain alat
Desain alat ini saya gambar dengan menggunakan aplikasi paint
yang merupakan salah satu aplikasi bawaan dari sistem operasi windows.
Untuk menjalankan aplikasi paint tersebut pertama anda klik start
program
accessories
All
Paint. Perhatikan gambar desain alat
dibawah ini.
Start
Stop
Gambar Desain Alat
2.2 Alat Pemroses
Alat
pemroses
dapat
menggunakan
sistem
mikroprokontroller maupun PLC (Programable Logic Controll)
15
Pneumatik,
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
2.3 Blok diagram alat
START ON
SENSOR 1 ON, SILINDER
A MAJU DAN LANGSUNG
MUNDUR
KONVEYER BERGERAK 5 DETIK
SENSOR 2 ON, KONVEYER OFF, SILINDER
B MAJU KEMUDIAN MUNDUR
KONVEYER BERGERAK 3 DETIK
SENSOR 3 ON, KONVEYER OFF, SILINDER
C MAJU KEMUDIAN MUNDUR
2.4 Rangkaian
Gambar Skema rangkaian sensor
Gambar Layout dan tata letak sensor
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
+ 12 VOLT DC
RELAY
IN 4007
M
220 Ohm
BD 139
Gambar rangkaian penggerak motor konveyer
Gambar rangkaian pneumatik
2.5 Algoritma Kerja Alat
15
220
VAC
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
2.6 Deskripsi cara kerja alat
1. Bila tombol start ditekan maka sistem akan standby.
2. Ketika barang dideteksi oleh sensor 1, maka silinder A akan maju
mendorong barang kemudian silinder akan mundur kembali
bersamaan dengan konveyer on. Konveyer akan on selama 5 detik.
3. Kemudian pada saat sensor 2 mendeteksi keberadaan barang,
maka konveyer akan off dan silinder B akan bergerak maju
mengepak barang kemudian kembali mundur bersamaan dengan
konveyer on. Konveyer on selama 3 detik.
4. Selanjutnya, pada saat sensor 3 mendeteksi keberadaan barang,
maka konveyer akan tetap on selama 1 detik setelah sensor 3 on
dan setelah 1 detik on konveyer akan off.
5. Pada saat konveyer off, silinder C akan bergerak maju dan
mendorong barang agar masuk ke tempat penampungan kemudian
silinder akan mundur kembali.
6. Ketika tombol stop ditekan sistem akan off.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
BAB III
HASIL SIMULASI RANGKAIAN DENGAN FLUID SIM
3.1 Prinsip kerja rangkaian pneumatik
1) Kondisi awal rangkaian
2) Ketika tombol start ditekan, maka tegangan 24 volt akan
mengaktifkan relay (RL1). Kondisi RL1 aktif mengakibatkan saklar
RL1 akan berubah kondisi menjadi NC sehingga tegangan akan
mengalir melalui RL1 dan mengaktikan SV1. Silinder A akan
bergerak maju karena SV1 aktif. Silinder bergerak secara perlahan
karena di berikan one way flow control sebesar 40 %.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
3) Kemudian, pada saat silinder A mencapai kondisi maksimal (A+) aktif,
maka saklar A+ akan berubah kondisi menjadi NC sehingga tegangan
24 volt akan mengaktifkan relay (RL2). Kondisi relay (RL2) yang aktif
mengakibatkan saklar RL2 akan berubah kondisi menjadi kondisi NC,
sehingga tegangan 24 volt akan mengaktifkan timer1 selama (T1)
selama 5 detik. Dan pada saat yang bersamaan dengan aktifnya timer,
kondisi SV1 akan non aktif karena saklar RL2 yang dipasang diatas
SV1 berubah kondisi menjadi NO sehingga silinder A akan bergerak
masuk secara otomatis karena pada solenoid valve 5/2 diberikan
spring.
4) Selanjutnya pada saat timer (T1) berhenti menghitung, maka saklar T1
akan berubah kondisi menjadi NC sehingga tegangan 24 volt akan
mengalir dan mengaktifkan SV2. Kondisi SV2 yang aktif akan
menyebabkan silinder B akan bergerak keluar sampai mencapai kondisi
maksimal (B+) aktif. Pergerakan silinder akan pelan karena dipasang
one way flow control.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
5) Ketika silinder B mencapai kondisi maksimal (B+) aktif, maka saklar B+
akan berubah kondisi menjadi NC sehingga tegangan 24 volt akan
mengalir melalui saklar B+ dan mengaktifkan relay (RL3). Kondisi relay
RL3 yang aktif akan mengakibatkan saklar RL3 berubah menjadi NC
dan timer2 (T2) akan aktif dan menghitung selama 3 detik. Bersamaan
denga itu juga kondisi RL3 yang terpasang diatas timer1 akan berubah
kondisi menjadi NO sehingga SV2 tidak aktif. Kondisi SV2 yang tidak
aktif mengakibatkan silinder B akan bergerak masuk karena pada
solenoid 5/2 valve diberikan spring.
6) Selanjutnya pada saat timer2 (T2) berhenti menghitung, maka saklar
T2 akan berubah kondisi menjadi NC sehingga tegangan 24 volt akan
mengalir dan mengaktifkan SV3. Kondisi SV3 yang aktif akan
menyebabkan silinder C akan bergerak keluar sampai mencapai
kondisi maksimal (C+) aktif. Kondisi C+ aktif akan menyebabkan RL4
juga aktif. Pergerakan silinder akan pelan karena dipasang one way
flow control.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
7) Selanjutnya, ketika sensor C- aktif maka saklar C- akan berubah
kondisi menjadi NC sehingga RL5 akan aktif. Kondisi RL5 yang aktif
akan mengakibatkan saklar RL5 pada line 3 akan berubah kondisi
menjadi NO sehingga semua silinder dalam kondisi mundur. Karena
RL1 dibuat interlock maka rangkian akan secara otomatis mengulang
siklus kerja dan akan mengaktifkan SV1 aktif kembali sehingga silinder
A akan bergerak keluar.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
BAB IV
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
Pneumatik adalah sebuah sistem maupun alat yang memanfaatkan
udara sebagai bahan energi untuk dapat bekerja sesuai dengan yang
ditentukan. Beberapa tahun terakhir penggunaan pneumatik sangat
popular dikalangan industri, selain bahannya yang mudah didapatkan juga
penggunaan pneumatik sangat mudah dan aman digunakan. Kemudian
keuntungan lain yang didapatkan dengan menggunakan sistem pneumatik
adalah bersih dan kering, tidak mudah terbakar karena memanfaatkan
udara, alatnya ringan, aman dari bahaya kebakaran dan ledakan, tidak
peka terhadap perubahan suhu, mudah dalam hal pemiliharaan serta awet
dan tahan lama. Dengan berbagai keuntungan – keuntungan yang didapat
dengan menggunakan sistem pneumatik, tentu saja terhadap hal –hal
yang merugikan, karena pada dasarnya sebuah sistem tidak ada yang
sempurna. Adapun beberapa kerugian menggunakan sistem pneumatik
diantaranya menimbulkan suara bising, bahaya terjadinya kelembaban
udara, bahaya pembekuan udara dan lain sebagainya. Untuk mengurangi
dan meminimalisir kerugian tersebut adapun beberapa solusi yang perlu
diterapkan yakni penggunaan bahan kedap suara untuk mengurangi
kebisingan, pemakain filter udara agar tidak terjadi kelembaban dan
pembekuan udara.
Salah satu aplikasi pneumatik adalah automatisasi alat pengepak
barang. Alat ini adalah alat yang cara kerjanya cukup sederhana yakni
Bila tombol start ditekan maka sistem akan standby. Ketika barang
dideteksi oleh sensor 1, maka silinder A akan maju mendorong barang
kemudian silinder akan mundur kembali bersamaan dengan konveyer on.
Konveyer akan on selama 5 detik. Kemudian pada saat sensor 2
mendeteksi keberadaan barang, maka konveyer akan off dan silinder B
akan bergerak maju mengepak barang kemudian kembali mundur
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
bersamaan dengan konveyer on. Konveyer on selama 3 detik.
Selanjutnya, pada saat sensor 3 mendeteksi keberadaan barang, maka
konveyer akan tetap on selama 1 detik setelah sensor 3 on dan setelah 1
detik on konveyer akan off. Pada saat konveyer off, silinder C akan
bergerak
maju
dan
mendorong
barang
agar
masuk
ke tempat
penampungan kemudian silinder akan mundur kembali. Ketika tombol stop
ditekan sistem akan off.
Setelah rangkaian ini disimulasikan melalui aplikasi fluid sim,
rangkaian ini dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan, semua
komponen dapat beroperasi dengan baik sesuai dengan rangkaian dan
siklus kerja yang dibuat.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
DAFTAR PUSTAKA
1. http://diditnote.blogspot.com/catatan-didit-aplikasi-pneumatik
2. http://hanstoe.wordpress.com/aplikasi-pneumatik/
3. http://margionoabdil.blogspot.com/cara-kerja-komponen-komponenpneumatik
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Pujian serta rasa syukur saya panjatkan pada Allah
SWT, karena dengan rahmat dan karunia-NYA lah saya dapat
menyelesaikan tugas yang berjudul “Alat Pengepak Barang Otomatis
Berbasis Pneumatik ”. tugas ini dibuat untuk menyelesaikan tugas mata
kuliah pneumatik yang merupakan salah satu mata kuliah yang diminati di
program studi pendidikan teknik elektronika universitas negeri Jakarta.
Pujian dan rasa terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak
yang telah meluangkan pikirannya untuk memberikan ide-ide dan
gagasan-gagasan
yang
menunjang
dan
membantu
saya
dalam
menyelesaikan tugas ini.
Mudah – mudahan apa yang saya kerjakan ini benar dan mendapat
nilai yang terbaik dari dosen pengampu mata kuliah pneumatik.
15
Tugas Pneumatik
Desain alat/aplikasi automatisasi dengan elektrik dan pneumatik
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................
KATA PENGANTAR ..........................................................................
DAFTAR ISI .......................................................................................
Hal
i
ii
iii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................
1
1.1 Latar Belakang ................................................................
1
1.2 Tujuan Desain Alat..........................................................
4
1.3 Kegunaan Alat ................................................................
4
BAB II DESAIN DAN ALGORITMA LAT ...........................................
5
2.1 Gambar Desain Alat ........................................................
5
2.2 Alat Pemroses.................................................................
5
2.3 Blok Diagram Alat ...........................................................
6
2.4 Rangkaian .......................................................................
6
2.5 Algoritma Kerja Alat ........................................................
7
2.6 Deskripsi Kerja Alat.........................................................
8
BAB III HASIL SIMULASI RANGKAIAN DENGAN FLUID SIM ..........
9
3.1 Prinsip kerja rangkaian pneumatik ..................................
9
BAB IV PENUTUP ............................................................................. 13
4.1 Kesimpulan ..................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 15
15