i

LAPORAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT TRAINER OTOMASI SEBAGAI MEDIA

PEMBELAJARAN MATA KULIAH OTOMASI INDUSTRI PROGRAM

STUDI TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

SURAKARTA

Diajukan Sebagai Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Diajukan oleh:

Wahyu Raharjo

D600130063

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

ii

iii

iv

v

MOTTO

“ Selalu ada jalan bagi mereka yang selalu berusaha ”

- Wahyu Raharjo -

“ Kesombongan tidak mampu menutupi kebodohan bahkan justru

memperjelas. Kebodohan hanya bisa terkikis oleh kerendahan hati untuk

belajar ” - KH Ahmad Mustofa Bisri -

“ Bagi saya definisi kemenangan dan keberhasilan itu ada tiga : 1. Selama

saya tidak menghianati kebenaran. 2. Selama saya tidak mengingkari hati

nurani. 3. Dan selama saya bisa menjaga harga diri dan martabat saya ʼʼ

- Sri Mulyani Indrawati -

vi

PERSEMBAHAN

Laporan Tugas Akhir di persembahkan kepada :

❖ Puji syukur kepada allah SWT, penulis

mempersembahkan kepada kedua orang tua,

khususnya ibu yang selalu ibadah malam

mendokan anaknya supaya mendapatkan jalan

terbaik dan selama 23 tahun ini membimbing

dan merawat dengan sepenuh hati.

❖ Laporan Tugas Akhir ini juga dipersembahkan

buat kedua kakak saya, terima kasih selama ini

telah memberikan support.

❖ Laporan Tugas Akhir ini juga dipersembahkan

kepada semua teman yang sudah memberikan

semangat dan bantuanya.

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’ alaikum Wr. Wb

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji syukur bagi Allah SWT yang

menguasai hari pembalasan. Shalawat beserta salam semoga dilimpahkan kepada

nabi kita, Muhammad SAW, dengan rasa syukur penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir sebagai syarat memperoleh gelar sarjana dengan judul ” Rancang

Bangun Alat Trainer Otomasi Industri Sebagai Media Pembelajaran Mata

Kuliah Otomasi Industri Program Studi Teknik Industri Universitas

Muhammadiyah Surakarta”.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak akan selesai tanpa bantuan dan dukungan

moral dari banyak pihak, maka dari itu penulis ingin menyampaikan terima kasih

kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Eko Setiawan, S.T., M.T., Ph.D., Ketua Jurusan Program Studi Teknik

Industri.

3. Bapak Ratnanto Fitriadi, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang berkenan

memberikan arahan dan waktu dalam penyusunan Tugas Akhir.

4. Bapak Hafidh Munawir, S.T., M.Eng., selaku Ketua Laboratorium Teknik

Industri dan TU yang berkenan memberikan ijin mengunakan Laboratorium

Teknik Industri untuk pembuatan Alat.

5. Bapak Ibu seluruh Dosen Jurusan Teknik Industri yang telah memberikan

materi perkuliahan yang sangat bermanfaat untuk penyusunan Laporan Tugas

Akhir ini.

6. Ibu, Bapak dan Kakak tercinta, terimakasih atas Do’a dan semangatnya.

7. Sahabat-sahabat ku tak dapat kusebutkan satu per satu terima kasih atas bantuan

dan dukungan moral.

8. Teman-Teman seperjuangan Teknik Industri Angkatan 2013 terima kasih yang

telah membantu dan memberikan semangat.

viii

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iv

MOTTO ......................................................................................................... v

PERSEMBAHAN .......................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii

ABSTRAKSI .................................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian ............................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ............................................................................ 3

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................... 4

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Perancangan dan Pengembangan Produk ...................................... 6

2.1.1 Pengertian Perancangan dan Pengembangan Produk ........... 6

2.1.2 Tahapan Proses Pengembangan Produk ............................... 6

2.2 Kegiatan Reverse engineering ....................................................... 7

2.2.1 Pengertian Reverse Engineering ........................................... 7

2.3 Sistem Kontrol

2.3.1 Pengertian Sistem Kontrol ................................................... 9

2.3.2 Sasaran Sistem Kontrol ......................................................... 9

2.3.3 Definisi Istilah ...................................................................... 10

x

2.3.4 Klasifikasi Sistem Kontrol .................................................... 11

2.3.5 Tujuan Sistem Kontrol .......................................................... 13

2.4 Programmable Logic Controller .................................................. 13

2.4.1 Pengertian PLC ..................................................................... 13

2.4.2 Kelebihan PLC ..................................................................... 15

2.4.3 Hardware PLC ..................................................................... 16

2.4.4 Arsitektur Internal ................................................................ 16

2.5 Pneumatik ..................................................................................... 18

2.5.1 Pengertian Pneumatik .......................................................... 18

2.5.2 Aplikasi Penggunaan pneumatik ........................................... 19

2.5.3 Klasifikasi Sistem Pneumatik ............................................... 19

2.5.4 Peralatan Sistem Pneumatik ................................................. 20

2.6 Motor DC ...................................................................................... 27

2.6.1 Pengertian Motor DC ........................................................... 27

2.6.2 Prinsip Kerja Motor DC ....................................................... 28

2.6.3 Komponen Utama Motor DC ............................................... 29

2.7 Sensor ............................................................................................. 30

2.7.1 Pengertian Sensor ................................................................. 30

2.7.2 Macam-Macam Sensor ........................................................ 31

BAB III METODELOGI PENELITIAN

3.1 Metode dan Desain Penelitian ....................................................... 34

3.2 Teknik Pengumpulan Data ............................................................ 34

3.3 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 36

3.4 Rancangan Penelitian .................................................................... 36

3.5 Teknik Analisis Data ..................................................................... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Studi Pendahuluan ........................................................................ 42

4.1.1 Studi Literatur ...................................................................... 42

4.1.2 Studi Lapangan .................................................................... 43

4.2 Pengembangan Produk .................................................................. 45

4.3 Kegiatan Reverse Engineering ...................................................... 46

xi

4.3.1 Disassembly Product ........................................................... 45

4.3.2 Kegiatan Pengabungan Produk ............................................ 48

4.3.3 Kegiatan Benchmarking ........................................................ 50

4.3.4 Melakukan Perancangan Produk Baru ................................. 52

4.4 Pembuatan Produk Baru ............................................................... 73

4.5 Pengujian Produk ......................................................................... 75

4.6 Simulasi Kelas Terbatas ................................................................ 76

4.7 Analisa Kelayakan Alat ................................................................ 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 80

5.2 Saran ............................................................................................. 81

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Simbol Katup Pneumatik ............................................................... 23

Tabel 3.1 Penilaian Skala Likert .................................................................... 36

Tabel 4.1 Kerangka Pengembangan Alat Trainer Otomasi Industri .............. 45

Tabel 4.2 Komponen Penyusun Trainer Kit PLC LG Glofa .......................... 46

Tabel 4.3 Komponen Penyususn Trainer Kit Pneumatik ............................... 47

Table 4.4 Kegiatan Benchmarking ................................................................. 50

Tabel 4.5 Materi Angket Simulasi Kelas Terbatas ........................................ 77

Tabel 4.6 Hasil Rekapitulasi Angket ............................................................. 78

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tahapan Pengembangan Produk .......................................... 6

Gambar 2.2 Diagram Umum Sistem Kontrol .......................................... 10

Gambar 2.3 Sistem Kontrol Secara Lengkap .......................................... 11

Gambar 2.4 Operasi Mesin Cuci ............................................................. 12

Gambar 2.5 Sistem Kontrol Loop Terbuka ............................................. 12

Gambar 2.6 Sistem Kontrol Pendingin Udara (AC) ................................ 12

Gambar 2.7 Sistem Kontrol Loop Tertutup ............................................. 13

Gambar 2.8 Blok Diagram PLC .............................................................. 14

Gambar 2.9 Klasifikasi Elemen Sistem Pneumatik ................................. 19

Gambar 2.10 Distribusi Sistem Pengolahan Udara Bertekanan .............. 21

Gambar 2.11 Jenis-Jenis Konduktor ........................................................ 22

Gambar 2.12 Macam-Macam Konektor .................................................. 22

Gambar 2.13 Detail Pembacaan Katup 5/2 ............................................. 23

Gambar 2.14 Katup 3/2 Knop, Pembalik Pegas ...................................... 24

Gambar 2.15 Silinder Pengerak Tunggal ................................................ 26

Gambar 2.16 Silinder Pengerak Ganda ................................................... 27

Gambar 2.17 Silinder Rotary ................................................................... 27

Gambar 2.18 Bentuk Fisik Bagian Dalam Motor DC ............................. 29

Gambar 2.19 Cara Kerja Motor DC ........................................................ 29

Gambar 2.20 Sensor Proximity ............................................................... 31

Gambar 2.21 Sensor Cahaya ................................................................... 32

Gambar 2.22 Sensor Suhu ....................................................................... 33

Gambar 3.1 Tahapan Produr Penelitian ................................................... 37

Gambar 4.1 Pembongkaran Trainer Kit PLC LG Glofa .......................... 46

Gambar 4.2 Pembongkaran Trainer Kit Pneumatik ................................ 47

Gambar 4.3 Trainer Kit PLC LG Glofa Setelah Disusun ........................ 48

Gambar 4.4 Alat Trainer Kit Pneumatik Setelah Dirakit ........................ 49

xiv

Gambar 4.5 Sistem Perancangan Produk Baru ........................................ 52

Gambar 4.6 Desain Prototype Alat Trainer Otomasi .............................. 54

Gambar 4.7 Desain Unit Penyimpan Material ........................................ 55

Gambar 4.8 Desain Uni Material Handling ............................................ 56

Gambar 4.9 Pengerak Motor DC ............................................................. 58

Gambar 4.10 Rancangan Desain Unit Sorting ........................................ 60

Gambar 4.11 Cylinder Doubel Acting Tipe MAL ................................... 62

Gambar 4.12 Rancangan Desain Unit Packaging .................................... 64

Gambar 4.13 Cylinder Doubel Acting Tipe SC ....................................... 66

Gambar 4.14 Unit Pengolahan Udara ...................................................... 67

Gambar 4.15 Selenoid Valve 3/2 Singel Coil .......................................... 70

Gambar 4.16 Selenoid Valve 5/2 Double Coil ........................................ 70

Gambar 4.17 Selenoid Valve 3/2 Singel Coil ........................................... 70

Gambar 4.18 Selenoid Valve 3/2 Singel Coil .......................................... 71

Gambar 4.19 Selenoid Valve 3/2 Singel Coil .......................................... 71

Gambar 4.20 Perencanaan Selang Udara ................................................ 71

Gambar 4.21 Perancangan Unit FR/L ..................................................... 72

Gambar 4.22 Perancangan Desain Meja ................................................. 72

Gambar 4.23 Hasil Pembuatan Produk Baru ........................................... 75

xv

ABSTRAKSI

Perkembangan teknologi dalam dunia industri yang begitu pesat juga harus

diiringi dengan perkembangan dunia pendidikan, maka dari itu Program Studi

Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Surakarta menyediakan mata kuliah

Otomasi Industri untuk menjembatani mahasiwa mempelajari sistem otomasi

industri, namun pada pelaksanaan proses belajar mengajar berdasarkan hasil

pengamatan peneliti melalui kuesioner terbuka kepada asisten otomasi dan

mahasiswa, dapat disimpulkan bahwa proses belajar mengajar kekurangan alat

visualisasi, Melihat kondisi tersebut peneliti yang juga merupakan salah satu

anggota komunitas otomasi industri bertujuan untuk mendesain alat sistem otomasi

yang menggabungkan sistem kontrol PLC dan sistem Pneumatik dengan

menggunakan metode reverse engineering.

Perancangan dan pengembangan menggunakan metode reverse engineering,

hasil perancangan dan pengembangan dengan metode reverse engginering

didapatkan alat trainer sistem kontrol PLC dan Pneumatik yang memvisualisasikan

proses material handling, proses sorting dan proses packaging mewakili proses

assembling.

Adapun komponen yang terdapat dalam alat tersebut 1. Proses material

handling mengunakan kompenen cylinder rotary, cylinder dual rod, cylinder air

gripper dan konveyor ), 2. Proses sorting mengunakan komponen cylinder doubel

acting dan sensor proximity induktif, 3. Proses packaging mengunakan komponen

cylinder doubel acting, sensor photosensor dan box berisi produk.

Hasil penelitian didapatkan bahwa skor tertinggi adalah 96 yang menandakan

bahwa alat trainer otomasi industri ini dapat membantu pemahaman mahasiswa

tentang sistem kontrol PLC dan Pneumatik, sementara skor terendah adalah 74

menyebutkan bahwa kelemahan pada sistem wiring, karena instalasi wiring

terdapat di dalam meja alat trainer sehingga tidak kelihatan.

Kata Kunci : Reverse engineering, Sistem Kontrol,PLC, Pneumatik.

xvi

Abstract

The rapid development of technology in the industrial world must also be

accompanied by the development of the world of education, therefore the Industrial

Engineering Study Program of Muhammadiyah Surakarta University provides

Industrial Automation courses to bridge students studying industrial automation

systems, but on the implementation of teaching and learning open questionnaire to

automation assistants and students, it can be concluded that the teaching and

learning process lacks visualization tools. Looking at these conditions researchers

who are also members of the industrial automation community aim to design

automation systems that combine PLC and Pneumatic control systems BY using the

reverse engineering method.

Designing and developing using the reverse engineering method, the results of

designing and developing with the reverse engginering method are obtained the

tool of PLC control system trainer and Pneumatic who visualize material handling

process, sorting process and packaging process representing the assembling

process.The components contained in the tool 1. The process of material handling

uses a cylinder rotary component, dual rod cylinder, water gripper cylinder and

conveyor), the sorting process uses a doubel acting cylinder and inductive

proximity sensor, the packaging process uses cylinder doubel components acting,

photosensor sensors and boxes contain products.

The results showed that the highest score IS 96 which indicates that the

industrial automation trainer tool can help students understand about PLC and

Pneumatic control systems, while the lowest score is 74 mentioning the weakness

in the wiring system, because the installation of wiring is in the trainer tool table

so it is not visible .

Keywords : Reverse engineering, Control Systems, PLC, Pneumatics.