Download - PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TRANSMISI …
JMI Vol. 40 No. 2 Desember 2018
METAL INDONESIA
Journal homepage:
http://www.jurnalmetal.or.id/index.php/jmi
p-issn: 0126 – 3463
e-issn : 2548-673X
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TRANSMISI REGANGAN
(DRAFTING) DAN ANTIHAN (TWISTING) PADA MESIN RING SPINNING
BERBASIS MIKROKONTROLLER
Agus Hananto
Politeknik STTT Bandung, Jalan Jakarta No.31 Bandung,
[email protected] / [email protected] / [email protected]
Abstrak
Salah satu mesin yang digunakan dalam proses pembuatan benang adalah mesin ring spinning,
yang memiliki sistem transmisi regangan dengan penggerak motor terpusat dengan roda gigi dan sabuk
sebagai penghubungnya. sistem ini mengakibatkan adanya lost time produksi pada saat penyesuaian
nomor benang yang akan diproses, dikarenakan penggantian roda gigi drafting (DCW) dan roda gigi twist
(TCW). pada penelitian ini akan dilakukan pengurangan lost time produksi mesin ring spinning dengan
cara merancang dan membuat sistem transmisi regangan (drafting) dan antihan (twisting) dengan
individual motor berbasis mikrokontroller. Hasil percobaan menunjukkan penelitian ini berhasil
menurunkan lost time produksi mesin ring spinning, waktu penyesuaian nomor benang dari 20 menit
menjadi 1 menit 5 detik. Sehingga dapat meningkatkan kapasitas produksi benang pada mesin ring
spinning.
Kata kunci: ring spinning, drafting, twisting, lost time, individual motor, mikrokontroller.
Abstract
One of the machines used in the yarn manufacturing process is the ring spinning machine, which
has a twist transmission system with a centralized motor drive with gears and belts as a connector. this
system results in a production lost time when adjusting the number of yarn to be processed, due to the
replacement of drafting gears (DCW) and twist gears (TCW). in this research, a lost time reduction of
ring spinning machines will be carried out by designing and making drafting and twisting systems with
individual motor drive based on microcontroller. The experimental results showed that this study
succeeded in reducing the lost time of the production of ring spinning machines, the time of yarn number
adjustment from 20 minutes to 1 minute 5 seconds. So that it can increase yarn production capacity on
ring spinning machines.
Keyword: ring spinning, drafting, twisting, lost time, individual motor, microcontroller.
75 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
PENDAHULUAN
Tekstil merupakan salah satu industri
terbesar di Indonesia. Tekstil sandang / pakaian
jadi merupakan produk unggulan dari industri
tekstil saat ini dengan salah satu bahan baku
utamanya adalah serat yang diproses menjadi
benang pada industri pemintalan benang
(spinning mills). Dari total industri tekstil yang
ada, delapan puluh persennya adalah bidang
pemintalan benang (Lawrence 2003).
Jenis benang yang diproduksi di industri
pemintalan salah satunya adalah benang carded
(benang ring spinning). Proses pemintalan
benang ring (benang carded) dimulai dari;(1)
pembukaan serat pada mesin blowing, (2)
pencampuran serat pada mesin mixing, (3)
pembersihan pada mesin super cleaner, (4)
penguraian serat pada mesin carding, (5)
perangkapan sliver dan peregangan pada mesin
drawing, (6) peregangan dan penggulungan pada
mesin roving, dan (7) peregangan dan pemberian
antihan serta penggulungan pada mesin ring
spinning (pawitro, Teknologi Pemintalan bagian
kedua 1973)
Salah satu mesin yang digunakan pada
proses pemintalan benang ring adalah mesin ring
frame (ring spinning). Mesin ring spinning
merupakan mesin yang berfungsi untuk
mengecilkan bahan berupa roving dengan cara
penarikan (drafting) pada pasangan rol peregang
kemudian pemberian antihan / puntiran (twisting)
dan penggulungan benang pada cop / bobin serta
merupakan bagian akhir dari rangkaian proses
pemintalan sebelum benang mengalami proses
finishing di mesin Winding. (Carissoni and Ezio
2002). Dari total struktur biaya proses pemintalan
benang short staple di industri tekstil, 60% nya
adalah proses di mesin ring spinning. (Werner, A
Practical Guide To Ring Spinning 2000). Gambar
1 adalah mesin ring spinning skala industri.
Gambar. 1 Mesin Ring Spinning
Gambar 2. Menunjukkan bagian-bagian penting
mesin ring spinning.
Gambar 2. Bagian mesin ring spinning (Werner,
The Rieter Manual of Spinning volume
4-Ring Spinning 2014)
Secara umum cara kerja mesin ring spinning
dijelaskan pada gambar. 2 di bawah ini sebagai
berikut :
o Bobin roving (1) di gantung pada creel (3),
roving (2) melewati guide bar (4) diarahkan
menuju drafting system (5), dimana roving
mengalami peregangan hingga mencapai
nomor benang yang diinginkan.
o Setelah menghasilkan lapisan serat yang tipis
(6), serat meninggalkan delivery roller,
kemudian serat akan mendapatkan
antihan/twist untuk meningkatkan
kekuatannya melalui perputaran spindel (8)
yang sangat cepat. Pada setiap kali putaran
Traveler pada ring flange (9) akan dihasilkan
satu kali twist.
Traveler berputar secara pasif karena tarikan dari
spindel, sehingga terjadilah penggulungan dengan
kekerasan gulungan tertentu.Mesin ring spinning
yang ada di industri pemintalan benang memiliki
sistem transmisi regangan dengan penggerak
motor terpusat (central motor) dimana roda gigi
dan sabuk sebagai penghubungnya. Dengan
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 76
sistem ini memungkinkan terjadinya lost time
pada saat produksi berlangsung, karena adanya
aktivitas tambahan yaitu penggantian roda gigi
drafting (DCW) dan roda gigi twisting (TCW)
pada transmisi penggerak regangan mesin ring
spinning. Hal ini dilakukan karena berkaitan
dengan penyesuaian nomor benang yang akan
diproduksi. Pada saat ada permintaan untuk
membuat benang dengan nomor yang berbeda.
Dari hasil observasi di salah satu industri tekstil,
diperoleh data waktu penyesuaian nomor benang
pada mesin ring spinning sebagai berikut:
Tabel 1. Waktu proses penyesuaian nomor
benang (Superbtex 2017)
No Operasi /
Proses Mesin
Waktu
(menit)
Penyesuaian nomor benang yang diproduksi
1 Pelepasan dan
pemasangan
kembali roda
gigi draft
Ring
Spinning
± 10
2 Pelepasan dan
pemasangan
kembali roda
gigi twist
Ring
Spinning
± 10
Tabel 1 diatas menunjukkan proses penggantian
roda gigi draft dan twist untuk penyesuaian
nomor benang yang akan diproduksi memerlukan
waktu sekitar 20 menit. Data tersebut diambil dari
salah satu industri tekstil di jawa barat. Dari data
diatas bisa di hitung kerugian produksi sekitar 30
kg benang dalam waktu 20 menit untuk satu
mesin dengan kapasitas 180 spindle.
Dengan latar belakang di atas, peneliti akan
meningkatkan efisiensi mesin ring spinning
dengan cara merancang dan membuat sistem
transmisi pada bagian peregangan dan antihan
(twist) menggunakan perangkat elektronika
berbasis mikrokontroller ATmega85. Dengan
system individual motor pada pasangan rol
peregang sehingga akan mengurangi lost time
pada saat penyesuaian nomor benang.
TINJAUAN PUSTAKA
Penomoran benang
Penomoran benang dapat menyatakan
kehalusan atau ketebalan benang yang dibuat.
Oleh karena itu kehalusan benang atau nomor
benang dinyatakan dengan perbandingan antara
panjang dan beratnya. Sistem penomoran benang
terdiri dari dua cara yaitu sistem langsung yang
didasarkan pada satuan panjang benang yang
tetap dan sistem tidak langsung yang didasarkan
pada satuan berat benang yang tetap (pawitro,
Teknologi Pemintalan bagian pertama 1973)
Sistem penomoran langsung/ panjang tetap.
Sistem penomoran langsung berdasarkan pada
berat benang untuk setiap satu standar untaian
benang (standar hank) dengan panjang yang
tetap. Sistem penomoran ini umumnya digunakan
untuk benang filamen seperti sutera, rayon,
poliester, nilon dan sebagainya. Satuan yang
dikenal dalam sistem ini adalah dalam denier dan
tex
𝑇𝑒𝑥 = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑔𝑟𝑎𝑚)
𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (1000 𝑚) ………….…..(1)
𝑇𝑑 (𝑑𝑒𝑛𝑖𝑒𝑟) = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑔𝑟𝑎𝑚)
𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (9000 𝑚) ……...(2)
Sistem penomoran benang tidak langsung.
Sistem penomoran tidak langsung atau berat tetap
didasarkan pada panjang serat setiap berat
tertentu yang tetap. Dengan sistem penomoran
tidak langsung atau berat tetap, maka jika nomor
benang makin besar maka benang akan semakin
halus atau semakin kecil, sebaliknya makin kecil
benangnya makin besar nomornya. Sistem
penomoran ini biasanya digunakan untuk
mengukur benang staple (serat pendek) dan di
notasikan dalam Ne1 dan Nm.
𝑁𝑒1 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (ℎ𝑎𝑛𝑘)
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑙𝑏𝑠) ………. (3)
𝑁𝑚 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 (𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 (𝑔𝑟𝑎𝑚) ………..(4)
Antihan benang (twisting)
Antihan atau puntiran benang dilakukan untuk
mempengarui sifat fisika dari benang. Antihan
yang diberikan akan menunjukkan penggunaan
benang apakah sebagai benang lusi, pakan atau
benang rajut. Jumlah antihan yang diberikan pada
benang dinyatakan dalam twist per inci (TPI),
besarnya TPI akan dijelaskan pada rumus berikut
𝑇𝑃𝐼 = 𝐾√𝑁𝑒1 …………..(5)
77 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
Dimana: K = Twist faktor.
Sistem peregangan (drafting)
Regangan dalam pembuatan benang merupakan
proses yang paling menentukan dalam
menyesuaikan nomor benang yang akan diproses.
area peregangan / drafting terdiri dari tiga pasang
rol yaitu, rol depan (front roll), rol tengah (midle
roll) dan rol belakang (back roll) seperti pada
gambar 3. di bawah ini. Ada dua area peregangan
di dalam rol peregang yaitu, (1) main draft zone
adalah area regangan utama proses terjadinya
penarikan serat oleh pasangan rol peregang front
rol dan middle rol, (2) Pre drafting zone adalah
area regangan awal/ permulaan proses terjadinya
penarikan serat dari rol peregang back rol dan
middle rol (Werner, The Rieter Manual of
Spinning volume 4-Ring Spinning 2014).
Gambar 3. Sistem peregangan mesin ring spinning
Regangan dihitung dengan persamaan dibawah
ini;
𝑀𝐷 = 𝑛𝜋𝑑 𝑏𝑎𝑐𝑘 𝑟𝑜𝑙𝑙
𝑛𝜋𝑑 𝑓𝑟𝑜𝑛𝑡 𝑟𝑜𝑙𝑙 ............(6)
Dimana: MD = Mekanikal Draft
Besarnya draf disesuaikan dengan jenis serat
yang akan diproses sesuai dengan tabel 2 dibawah
ini.
Tabel 2. Standar regangan total sesuai dengan
bahan yang diproses (Werner, The
Rieter Manual of Spinning volume 4-
Ring Spinning 2014)
Jenis Benang Draft total (kali)
Benang cotton carded Up to 40
Benang cotton carded
blend
Up to 50
Benang cotton combed dan
campuran
45 – 60
Sistem kontrol
Otomatisasi, robotisasi, atau kontrol numerik
merupakan pemanfaatan sistem kontrol seperti
halnya komputer yang digunakan untuk
mengendalikan mesin- mesin industri dan kontrol
proses untuk menggantikan operator tenaga
manusia. Sistem otomatisasi dapat diartikan
sebagai sitem dengan mekanisme kerja
dikendalikan oleh peralatan elektronik (electronic
hardware) berdasarkan urutan-urutan perintah
dalam bentuk program perangkat lunak
(electronic software) yang disimpan dalam unit
memori kontroler elektronik (Katsuhiko 1997)
Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan perangkat elektronika
yang didalamnya terdapat rangkaian kontrol,
mikroprosesor, memori, dan input/output.
Mikrokontroler dapat diprogram menggunakan
berbagai macam bahasa pemrograman. Bahasa
pemrograman yang biasa digunakan untuk
memprogram mikrokontroler diantaranya adalah
bahasa assembler, bahasa C, bahasa basic dan
lain-lain. Salah satu jenis mikrokontroler yang
banyak digunakan untuk aplikasi kontrol adalah
ATMega8535. ATMega8535 memiliki beberapa
fitur yang dapat digunakan untuk aplikasi kontrol,
seperti yang terlihat pada Gambar 4. (Hartono
2009)
Gambar 4. Skema dan bentuk Mikrokontroler
ATMega8535
Program CodeVisionAVR
Code VisionAVR adalah salah satu alat bantu
pemrograman (programming tool) yang bekerja
dalam lingkungan pengembangan perangkat
lunak yang terintegrasi (Integrated Development
Environment, IDE). Seperti aplikasi IDE lainnya,
CodeVisionAVR dilengkapi dengan source code
editor, compiler, linker, dan dapat memanggil
Atmel AVR Studio untuk debugger nya
(Corporation 2010).
Back Roll Midle Roll Front Roll
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 78
Digital to Analog Converter
Digital to analog converter (DAC) merupakan
perangkat atau rangkaian elektronika yang
berfungsi untuk mengubah suatu isyarat digital
(kode-kode biner) menjadi isyarat analog
(tegangan analog) sesuai harga dari isyarat digital
tersebut. DAC (digital to Analog Convertion)
dapat dibangun menggunakan penguat penjumlah
inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-
Amp) yang diberikan sinyal input berupa data
logika digital (0 dan 1) (Electronika Dasar 2018).
Rangkaian dasar DAC808 ditunjukkan pada
gambar 5. di bawah ini:
Gambar 5. Rangkaian dasar DAC808
Visual basic 6.0
Visual basic adalah salah satu bahasa
pemrograman yang dapat dimengerti oleh
komputer untuk melakukan perintah-perintah
tertentu. Bahasa pemrograman visual basic yang
dikembangkan oleh microsoft, merupakan
pengembangan dari pendahulunya yaitu bahasa
pemrograman BASIC (Beginner’s Allpurpose
Symbolic Instruction Code) yang dikembangkan
pada era tahun 1950-an. Program komputer yang
menggunakan bahasa visual basic adalah
microsoft visual basic 6.0 (Andi 2003).
METODE/METODOLOGI
Pada penelitian ini, langkah-langkah yang
dilakukan dalam perancangan dan pembuatan
sistem transmisi regangan dan antihan (twist)
pada mesin ring spinning berbasis
mikrokontroller ini melalui beberapa tahap antara
lain dapat dilihat pada gambar 6. diagram alir
metoda penelitian dibawah ini:
Gambar. 6 Diagram alir metode penelitian
Perancangan dan pembuatan sistem transmisi
regangan mesin ring spinning berbasis
mikrokontroller ini dilakukan sesuai dengan
urutan proses dari desain sampai perakitan dan
percobaan. Adapun langkah-langkah yang
dilakukan dalam penelitian berdasarkan diagram
alir metode penelitian yang digunakan adalah
sebagai berikut: (1) observasi lapangan/industri
dan studi literatur, adalah langkah awal dari
penelitian untuk mengumpulkan data-data yang
dibutuhkan dalam melakukan perancangan dan
pembuatan sistem transmisi regangan dan antihan
pada mesin ring spinning berbasis
mikrokontroler. Data-data hasil observasi akan
dilakukan studi literatur serta sebagai acuan
dalam perancangan pembuatan alat ini. (2)
perumusan masalah, yaitu langkah penting
dalam menentukan permasalahan yang terjadi dan
akan menjadi pokok bahasan dalam penelitian ini.
(3) perancangan alat, pada langkah ini
dilakukan perancangan alat untuk membuat
sistem transmisi pada bagian regangan dan
antihan (twist) pada mesin ring spinning berbasis
mikrokontroller. Rancangan pembuatan dibagi
menjadi dua bagian; pertama, merancang
peralatan mekanik dan kedua, merancang
peralatan elektronik. Peralatan mekanik terdiri
dari sistem transmisi pada bagian regangan dan
antihan yang saat ini masih menggunakan roda
79 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
gigi, rantai dan sabuk untuk meneruskan putaran
dari motor utama.
Seperti yang terlihat pada gambar 7, 8 di bawah
ini, gambar 7 merupakan gearing diagram sistem
transmisi regangan dan antihan yang
menggunakan roda gigi serta sabuk/rantai sebagai
penghubung putaran dari motor utama. Roda gigi
penghubung rol peregang dan twist akan diganti
dengan motor penggerak terpisah menggunakan
sistem individual motor sebagai sumber utama
putaran rol peregang, motor tersebut akan
dikendalikan oleh mikrokontroller. seperti terlihat
pada gambar 8 sistem transmisi hasil rekayasa.
Gambar. 7 Sistem transmisi sebelum rekayasa
Gambar. 8 Sistem transmisi hasil rekayasa
Perancangan peralatan elektronik terdiri dari
pembuatan modul mikrokontroller, modul digital
to analog converter (DAC), rangkaian power
supply, dan instalasi listrik untuk mendukung
penelitian ini. (4) perhitungan perencanaan,
langkah perhitungan perencanaan untuk
menentukan parameter dan daya motor serta
kapasitas inverter yang akan digunakan, sehingga
mendapatkan hasil yang optimal. (5) analisa
pembahasan, setelah mendapatkan data-data dari
hasil perhitungan, maka langkah berikutnya
adalah melakukan analisa dan pembahasan untuk
mengetahui hubungan bagian-bagian komponen
yang dirancang telah sesuai atau belum. (6)
pembuatan alat, pembuatan alat merupakan
implementasi dari tahap perancangan dan
perhitungan perencanaan. Pada tahapan ini
komponen yang terlibat dibuat dan dilakukan
perakitan dengan menggunakan baut atau las. (7)
uji coba alat, yaitu melakukan uji coba alat yang
telah dibuat. Langkah ini dilakukan untuk
mengukur dan mengetahui secara teknis bahwa
mesin yang telah dibuat berjalan dengan baik
sesuai dengan perancangan dan perhitungan. (8)
kesimpulan, setelah melakukan seluruh tahapan
proses maka pada tahap terakhir adalah
merangkum hasil penelitian dalam kesimpulan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan daya motor
Dalam merencanakan daya motor yang
dibutuhkan untuk memutarkan poros rol peregang
membutuhkan data sbb:
Perhitungan daya motor poros roll peregang
dengan asumsi bahwa poros sudah terpasang
bersama dengan bagian mesin yang lain serta
sudah memenuhi standart minimum kekuatan
yang dibutuhkan.
Diameter poros rol peregang (ds) = 23 mm
Material yang digunakan adalah baja carbon
S45C dengan finish chrom.
Tegangan tarik σB = 58 kg/mm2 dari tabel
material.
Faktor keamanan untuk menghitung tegangan
geser (Sf1) = 6,0 dari tabel material.
Faktor keamanan untuk menghitung konsentrasi
tegangan (Sf2) = 2,0 dari tabel material.
Tegangan geser yang diijinkan (τg)
𝜏𝑔 = 𝜎𝐵
𝑆𝑓1 . 𝑆𝑓2. …………………….(7)
Dimana: τg = tegangan geser (kg/mm2)
Sf1 = faktor keamanan bahan
Sf1 = faktor keamanan poros
σB = tegangan tarik (kg/mm2)
maka,
𝜏𝑔 = 58
6 . 2
= 4,83 kg/mm2
Jadi tegangan geser poros rol peregang adalah
4,83 kg/mm2
Karena poros mengalami beban lentur pada
proses penjepitan serat oleh rol atas, maka
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 80
diambil faktor beban lentur (Cb) = 2,0 , dan faktor
koreksi untuk momen puntir (Kt) = 1,5
Dengan memasukkan harga diameter poros,
tegangan geser yang diijinkan, faktor keamanan,
faktor koreksi, faktor beban lentur maka untuk
menghitung momen puntir poros rol peregang
adalah sbb:
𝑇 = 𝜏𝑔 . 𝑑𝑠
3
5,1 . 𝐾𝑡 . 𝐶𝑏 …………………..(8)
Dimana: T = momen puntir (kg.mm)
τg = tegangan geser (kg/mm2)
ds3 = diameter poros (mm)
Kt = faktor koreksi momen puntir
Cb = faktor beban lentur
Maka,
𝑇 = 4,83 . 233
5,1 . 2 . 1,5
= 3840 kg.mm = 37,6 N.m
Sehingga momen punter poros rol peregang
tersebut adalah 37,6 N.m
Untuk menghitung daya motor yang digunakan
untuk menggerakkan poros rol peregang maka
diperlukan kecepatan sudut dari poros rol
peregang tersebut.
Kecepatan sudut dihitung dengan menggunakan
rumus:
𝜔 = 2 .𝜋 .𝑛𝑟
60 …………..............(9)
Dimana: ω = kecepatan sudut putar (rad/second)
nr = putaran poros maksimum yang
terjadi pada rol peregang. (data diambil dari
kecepatan putaran poros maksimum mesin ring
spinning sebelum dilakukan penelitian adalah =
200 rpm)
maka,
𝜔 = 2 .3,14 .200
60
= 20,9 rad/sec.
Jadi kecepatan sudut poros rol peregang adalah
20,9 rad/sec.
Dari perhitungan di atas, maka dapat dihitung
daya poros rol peregang yang telah terpasang
adalah:
𝑁𝑟 = 𝑇 . 𝜔 …………….………(10)
Dimana: Nr = Daya poros actual (watt)
Maka, 𝑁𝑟 = 37,6 . 20,9
= 786,5 watt
Dari perhitungan tersebut maka,
𝑁𝑚 = 𝑁𝑟
𝜂𝑚 …………………………(11)
Dimana: Nm = Daya (watt)
Nr = Daya poros.
ηm = efisiensi mesin penggerak (0,95)
maka,
𝑁𝑚 = 768,5
0,95
= 808,94 watt
Dari hasil perhitungan, diperoleh daya motor
yang di butuhkan untuk menggerakkan poros rol
peregang adalah = 1 HP
Pembuatan modul elektronik
Pembuatan modul elektronik dilakukan dengan
membuat skema rangkaian terlebih dahulu
kemudian membuat PCB dan memasangkan
komponen elektronik pada PCB.
1. Perancangan dan pembuatan modul
mikrokontroller.
Langkah pertama dalam membuat modul
mikrokontroller adalah membuat skema
rangkaian menggunakan software eagle
seperti pada gambar 9, 10 dibawah ini.
Gambar 9. Skematik rangkaian mikrokontroller
81 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
Gambar 10. PCB mikrokontroller
2. Perancangan dan pembuatan modul DAC
Rangkaian DAC (digital to analog converter )
berfungsi untuk mengubah sinyal digital dari
mikrokontroller yang akan diteruskan ke input
analog inverter kemudian inverter
memerintahkan motor untuk berputar sesuai
dengan frekwensi yang diminta. Komponen
dalam pembuatan modul DAC menggunakan
IC DAC808 dan IC OP-AMP 741. Rangkaian
DAC dibuat skemanya menggunakan software
eagle sesuai dengan gambar 11, kemudian di
buat PCB dan dilakukan penyolderan
komponen.
Gambar 11. Skema rangkaian DAC
Konfigurasi pin ditunjukkan pada gambar 12.
Agar dalam proses pemasangan PCB sesuai
dengan skema.
Gambar 12. Konfigurasi pin IC DAC808
Perhitungan konversi data biner adalah sebagai
berikut:
𝐿𝑜 = 𝐾 (𝐴1
2+
𝐴2
4 +
𝐴3
8 +
𝐴4
16 +
𝐴5
32 +
𝐴6
64 +
𝐴7
128 +
𝐴8
256)………………………..(12)
Dimana: 𝐾 ≅𝑉𝑟𝑒𝑓
𝑅14 ……………….(13)
Vo = Rf . Io ……………...(14)
Maka,
𝑉𝑜 = 𝑅𝑓 . 𝐾 (𝐴1
2+
𝐴2
4 +
𝐴3
8 +
𝐴4
16 +
𝐴5
32 +
𝐴6
64 +
𝐴7
128 +
𝐴8
256)
3. Perancangan dan pembuatan modul catu daya/
power supply
Modul mikrokontroller dan DAC yang
direncanakan memerlukan catu daya listrik
DC 12 volt dan 5 volt. Perancangan rangkaian
menggunakan software eagle kemudian
pembuatan PCB dan pemasangan komponen.
Gambar 13. Menunjukkan perancangan
rangkaian power supply dengan software
eagle.
Gambar 13. skema rangkaian power supply
Komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan
modul catu daya power supply ini adalah
sebagai berikut:
• Transformator 5 Ampere
• Dioda Penyearah 5 Ampere
• Kapasitor 10.000 uf/25 volt
• IC 7812C
• IC 7805C
• Pin in out.
Perancangan pembuatan program sistem
pengontrol
Untuk menghubungkan hardware berupa modul
mikrokontroller, DAC dan inverter, maka
diperlukan program dalam bahasa C. Ada dua
program yang akan digunakan, yaitu program
AVR dan visual basic 6.0.
Program AVR digunakan untuk menerima
perintah dari program komputer kepada modul
mikrokontroller, dimana inputnya berupa
bilangan biner dari PC komputer kemudian di
olah oleh mikrokontroller dan selanjutnya
diteruskan ke modul DAC. Ada dua program
yang dibuat dalam penelitian ini, yaitu program
AVR yang di instal pada chip mikrokontroller
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 82
dan program visual basic 6.0 yang di instal di
komputer.
1. Pembuatan program AVR untuk mengontrol
mikrokontroller.
Program ini dibuat menggunakan software
CodeVisionAVR. Berikut listing program
pengontrol mikrokontroller: ================================
// Declare your global variables here
void backroll(int kec)
{ PORTA=kec; }
void midleroll(int kec)
{ PORTC=kec; }
void frontroll(int kec)
{ PORTB=kec; }
void main(void)
{
// Declare your local variables here
int hitung,a0,a1,a2,a3,a4;
// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
hitung=0;
while (1)
{
// Place your code here
a0=getchar();
if(a0==255)hitung=0;
if(a0<255)
{
hitung=hitung+1;
if(hitung==1)a1=a0;
if(hitung==2)a2=a0;
if (hitung==3)
{
hitung=0;
a3=a0;
backroll(a1);
midleroll(a2);
frontroll(a3);
putchar(1);
}
================================
2. Pembuatan program Visual basic 6.0
Program visual basic digunakan untuk
menampilkan menu utama pada layar
komputer. Ada empat form yang dibuat dalam
program sistem kontrol regangan ini. Masing-
masing form mempunyai fungsi yang berbeda-
beda.
Form 1 (loginfrm) yaitu untuk menampilkan
menu awal pada monitor komputer pada saat
mesin pertama kali dihidupkan, seperti pada
gambar 14 dibawah ini;
Gambar 14. Tampilan menu utama pada form 1.
Berikut adalah listing program untuk menu
loginfrm. Private Sub cmd_login_Click()
Dim user As String
Dim pass As String
user = "agus"
pass = "agus"
If (user = username.Text And pass =
password.Text) Then
MsgBox "login berhasil"
program.Show
loginfrm.Hide
Else
MsgBox "silahkan ulangi lagi”
End If
End Sub
Form 2 (program) yaitu untuk menampilkan
menu pilihan dalam pembuatan benang apakah
jenis benang ring atau benang slub. Seperti pada
gambar 15 dibawah ini.
Gambar 15. Tampilan menu form program.
Berikut adalah listing program untuk menu
program. ===================================
Private Sub cmd_bng1_Click()
benang_rs.Show
program.Hide
End Sub
Private Sub cmd_bng2_Click()
benang_slub.Show
program.Hide
End Sub
Private Sub cmd_exit_Click()
End
End Sub
===================================
83 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
Form 3 (benang_rs) yaitu menu form yang
berfungsi untuk mengerjakan perintah dalam
penyesuaian nomor benang. Dalam hal ini
parameter yang disesuaikan adalah besarnya
putaran motor tiap pasangan rol peregang sesuai
dengan nomor yang diinginkan.
Berikut adalah tampilan menu form 3 pada
gambar 16.
Gambar 16. Tampilan menu form benang_rs.
Dalam menu form benang_rs ini ada lima textbox
dan ada tiga combo box. Textbox pertama
berfungsi sebagai input untuk memasukkan
nomor roving yang diproses, textbox kedua
sampai ke lima berfungsi sebagai informasi
kecepatan tiap pasang rol peregang. Sedang
combo box berfungsi sebagai kotak pilihan
parameter nomor benang, twist dan kecepatan
spindle.
Berikut listing program form benang_rs;
Proses perakitan dan pengujian alat.
Proses perakitan
Merakit semua komponen yang direncanakan dan
dibuat agar mesin dapat beroperasi sesuai dengan
perencanaan meliputi; (1) penggantian transmisi
roda gigi bagian peregangan, dengan melepas
roda gigi yang terpasang dan menghubungkannya
dengan motor penggerak yang telah direncanakan
(seperti pada gambar 17). (2) instalasi listrik
untuk menguhubungkan komponen listrik (motor,
tombol push button, saklar, inverter) dengan
modul rangkaian pengendali yang telah dibuat ke
dalam box panel (seperti pada gambar 18). (3)
melakukan generate/compile software pada chip
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 84
mikrokontroller Atmega8535 dengan peralatan
USB Downloader.
Gambar 17. Penggantian transmisi rol peregang
dengan individual motor
Gambar 18. Instalasi listrik dan box panel.
pengujian alat
Pengujian modul rangkaian DAC808.
Pengujian dilakukan dengan memasukkan angka
desimal melalui menu pada pc komputer yang
sudah terinstal program visual basic kemudian
mengukur pada output rangkaian DAC dengan
menggunakan volt meter.
Tabel 3. Pengujian DAC dengan masukan
bilangan desimal dengan keluaran berupa voltage
No Input Data
desimal
Output
DAC
(volt)
1 25.5 1
2 50 2
3 75 3
4 100 4
5 125 5
6 150 6
7 175 7
8 200 8
9 225 9
10 255 10
Pengujian program kontrol transmisi secara
keseluruhan.
Seperti yang sudah di jelaskan dalam metodologi
penelitian, bagian peregangan dan twist pada
mesin ring spinning ini akan dikendalikan secara
otomatis melalui komputer berbasis
mikrokontroller. Dibawah ini adalah skema
kontrol mesin ring spinning.
Gambar 19. Skema proses pengoperasian mesin
ring spinning
Pada gambar 19 menjelaskan urutan proses
pengoperasian mesin ring spinning dengan
pengembangan transmisi sistem individual motor
berbasis mikrokontroller. Berikut langkah-
langkah proses pengoperasian mesin;
1. Hidupkan mesin dengan mengubah switch
MCB ON.
2. Login menu operator mesin, seperti pada
gambar 11.
3. Pilih jenis benang yang akan dibuat. Jika akan
membuat benang ring, maka pilih benang ring,
seperti pada gambar 12
4. Input parameter pembuatan benang. Parameter
pembuatan benang yaitu; (1) nomor roving
yang akan diproses, (2) nomor benang yang
direncanakan, (3) jumlah twist yang akan
dibuat persatuan panjang. Seperti yang sudah
dijelaskan pada gambar 13 diatas.
5. Setelah melakukan input parameter pembuatan
benang, maka langkah selanjutnya adalah
menekan tombol proses dan kirim. Proses
artinya secara sistematis komputer akan
menghitung sesuai dengan algoritma yang
telah dibuat kemudian hasil perhitungannya
akan ditampilkan pada textbox yang berisi
informasi kecepatan tiap pasangan rol.
Nomor Roving
Nomor Benang
Jumlah Twist
Kirim
Start Button
Power ON
Login Form
Pilih Jenis
Benang
Input Parameter
Proses
85 METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018 (74 – 86)
Kemudian tombol kirim merupakan tahap
akhir pengiriman data desimal ke
mikrokontroller untuk selanjutnya diolah dan
dikirimkan ke modul DAC lalu di konversi ke
signal analog dan dikirim ke inverter untuk
mengendalikan putaran motor penggerak tiap
pasangan rol peregang.
Pengujian waktu penyesuaian perubahan nomor
benang pada mesin ring spinning hasil penelitian
dilakukan dengan melakukan langkah-langkah
proses sesuai dengan perencanaan, sehingga
didapatkan data pada tabel 4 sebagai berikut:
Tabel 4. Hasil pengujian waktu penyesuaian
nomor benang pada mesin ring
spinning hasil penelitian.
No Operasi/Proses mesin Waktu
proses
(menit)
Penyesuaian nomor benang yang diproduksi
1 Input nomor
benang yang
diinginkan pada
menu “input
parameter” dan
proses serta
mengirim data.
Ring
Spinning
± 1,08
KESIMPULAN
Berdasarkan data percobaan dan pembahasan
diatas, maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1. Mesin ring spinning hasil penelitian dapat
menurunkan lost time produksi dari 20 menit
menjadi 1 menit 5 detik.
2. Dengan sistem transmisi regangan dan antihan
individual motor berbasis mikrokontroller ini,
dapat menghilangkan aktivitas tambahan pada
proses penyesuaian nomor benang yaitu;
pelepasan dan pemasangan kembali roda gigi
pengganti DCW dan TCW pada mesin ring
spinning.
SARAN
Untuk menunjang penelitian ini, dirasa perlu
melengkapi fasilitas laboratorium mekatronika di
politeknik sttt bandung, agar proses rekayasa
mesin bisa dilakukan dengan lebih cepat dan
efisien. Disamping itu kerjasama dengan pihak
industri pemintalan sangat diperlukan guna
menyerap masukan-masukan dalam merekayasa
suatu mesin khususnya mesin pembuatan benang
agar hasilnya lebih optimal.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih kami sampaikan kepada
jajaran manjemen politeknik STTT Bandung
yang telah mendukung program penelitian ini
serta teman-teman sejawat dan seperjuangan yang
telah ikut membantu memberikan semangat
hingga penelitian ini selesai.
DAFTAR PUSTAKA
Andi. Pemograman Visual Basic 6.0.
Yogyakarta: Wahana Komputer, 2003. Carissoni, and et al Ezio. Spinning Cotton and
Wool Spinning. Acimit: Reference Books
of Textile Technologies, 2002.
Corporation, ATMEL. ATmega8 and ATmega8L
Data Sheet. 02 02, 2010.
http://www.atmel.com/electronic-atmega-
sd-card.php (accessed 02 02, 2010).
Electronika Dasar. 10 29, 2018.
http://elektronika-dasar.web.id/dac-digital-
to-analog-convertion (accessed 12 20,
2018).
Hartono, Rachmad Ir. Diktat Belajar
Mikrokontroller. Bandung, 2009.
Katsuhiko, Ogata. Teknik Kontrol Automatik Jilid
I dan II edisi 2. Jakarta: Erlangga, 1997.
Lawrence, C A. Fundamental of Spun Yarn
Technology. New York: CRC Press, 2003.
pawitro, dkk. Teknologi Pemintalan bagian
kedua. Bandung: Institute Teknologi
Tekstil, 1973.
—. Teknologi Pemintalan bagian pertama.
Bandung: Institute Teknologi Tekstil,
1973.
METAL INDONESIA Vol. 40 No. 2 Desember 2018( 74 – 86) 86
Superbtex, PT. "cycle time penyesuaian nomor
benang." maintenance section, Bandung,
2017.
Werner, Klein. A Practical Guide To Ring
Spinning. Manchester, United Kingdom:
The Textile Institute, Manual of Textile
Technology, 2000.
—. The Rieter Manual of Spinning volume 4-Ring
Spinning. Swiss: Rieter Company, 2014.