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.

http://www.jurnalmetal.or.id/index.php/jmi

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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)


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


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


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


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


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


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

===================================


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


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


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.


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.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TRANSMISI …

Documents

Transcript of PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TRANSMISI …