## Rancang Bangun Alat Pemotong Singkong Otomatis
Ardianty Fitria Thamin. (1) , Drs. Elia Kendek Allo, MSc. (2) , Dringhuzen J. Mamahit, ST., M.Eng. (3) ,
(1)Mahasiswa, (2)Pembimbing 1, (3)Pembimbing 2,
Jurusan Teknik Elektro-FT. UNSRAT,  Manado-95115 die2luv@gmail.com
ABSTRAK  -  Rancang  Bangun  Alat  Pemotong  Singkong  Otomatis berguna  untuk  membantu  kegiatan  industri  rumahan.  Dengan hanya  menaruh  singkong  dalam  tabung  dan  dengan  sendirinya motor  yang  dikaitkan  dengan  pisau  pemotong  akan  berputar  dan secara  otomatis  akan  berhenti  saat  singkong  dalam  tabung  telah habis.
Sistem  ini  menggunakan    LED  dan  LDR  sebagai  sensor. Dimana  LED  sebagai  pemancar  dan  LDR  sebagai  penerima.  Saat permukaan  LDR tertutupi oleh badan singkong maka  hal  ini akan memerintahkan motor yang dikaitkan dengan pisau untuk berputar. Dan  apabila  singkong  selesai  dipotong  secara  otomatis  mesin  akan berhenti..
Alat  yang  dirancang  mampu  memotong  ±  383  lembar/menit dengan diameter 3,5 cm dengan ketebalan ± 1 mm.
Kata Kunci : Komparator, Motor, Sensor Proxymiti, Singkong.
ABSTRACT – Build plans of automatic cassava slicer tool useful for helping home industry. Activity with only put cassava inside the tube and the motor which is attached with slicer blade will turn itself and will automatically stop when the cassava inside the tube has gone.
This  system  are  using  LED  dan  LDR  as  the  sensor.  Where LED is used to be transmiter and LDR is the receiver when the LDR surface  is  covered  with  cassava  it  will  give  a  command  to  a  motor which is attached with the blade to turn. And then, when the cassava has finished from cutting, the motor will stop automatically.
This slicer can slive cassava into ± 383 slices/minute, with the diameter 3,5 cm and ± 1 mm width.
Keywords : Cassava, Comparator , Motor , Sensor Proxymiti .

## I.  PENDAHULUAN
Dewasa  ini  teknologi  telah  berkembang  dengan  pesat, banyak  peralatan  elektronik  diciptakan  guna  untuk  membantu atau  mempermudah  pekerjaan  manusia.  Hal  ini  dapat  dilihat dalam perkembangan diawal abad ke 21 dimana manusia sudah bisa  menciptakan  suatu  alat  komunikasi  yang  tidak menggunakan  kabel seperti telepon seluler, dan juga komputer yang  dikemas  dan  dibuat  sehingga  bisa  dibawa  oleh penggunanya  seperti  Laptop.  Dan  masih  banyak  lagi penemuan-penemuan  dari  teknologi  yang  sangat  membantu manusia.  Dengan  kata  lain  teknologi  berdampak  bagi kehidupan sehari-hari manusia.
Perkembangan  teknologi  pun  merambat  sampai  pada industri contohnya, mesin-mesin yang beroperasi secara manual digantikan  dengan  mesin  yang  dapat  bekerja  secara  otomatis. Mesin  tersebut  dibuat  dengan  tujuan  untuk  mempermudah pekerjaan,  memperkecil  biaya,  meminimalisasi  waktu  dan menghemat  tenaga.  Perkembangan  industri  tersebut  pun merambah  sampai  pada  industri  rumahan  yang  memproduksi keripik.
Dalam  proses  pembuatan  keripik  pada  umumnya  pekerja masih  memerlukan  banyak  tenaga  dalam  pengerjaannya. Berdasarkan  masalah  tersebut  maka  penulis  merancang  dan
membuat  alat  pemotong  singkong  otomatis,  yang  dibahas dalam  Tugas  Akhir  dengan  judul  “Rancang  Bangun  Alat Pemotong Singkong Otomatis”.

## II.  LANDASAN TEORI
Untuk membuat alat pemotong ini penulis mnggunakan komponen-komponen  elektronika  untuk  mendukung  proses dan  kinerja  dari  alat  tersebut.  Adapun  komponen  tersebut dapat dilihat pada pembahasan yang telah ada.

## A. Dioda
Dioda merupakan komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda (terminal), dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Ada dua jenis dioda yaitu dioda tabung dan  dioda  semikonduktor.  Dalam  pembahasan  ini  hanya dibahas  dioda  semikonduktor  saja  sebab  dioda  tabung sekarang jarang dipakai.
Dapat disimpulkan bahwa sambungan semikonduktor P- N  hanya  dapat  mengalirkan  arus  listrik  pada  saat  diberi prasikap  maju  (Io  diabaikan  karena  terlalu  kecil).  Dengan kata  lain  sambungan  semikonduktor  P-N  hanya  dapat mengalirkan  arus  ke  satu  arah.  Dioda  semikonduktor  dibuat dari  sambungan  P-N  ini.  Terminal  pada  P  disebut  anoda, sedang  terminal  N  disebut  katoda.  Gambar  1  menunjukkan dioda  semikonduktor  tersebut.  Gambar  1a  menunjukkan sambungan  P-N  nya,  sedang  gambar  1b  menunjukkan lambang atau simbolnya. Arah panah menunjukkan arah hole (arus listrik) jika diberi tegangan maju (prasikap maju).

## Karakteristik Dioda
Karakteristik  dioda  dapat  ditunjukkan  oleh  hubungan antara  arus  yang  lewat  dengan  beda  potensian  ujung- ujungnya.  Karakteristik  dioda  pada  umumnya  diberikan  oleh pabrik,  tetapi  dapat  juga  diselidiki  sendiri  dengan  rangkaian seperti gambar 2.
Dengan memvariasi potensio P dan mencatat V dan I kemudian  menggambarkan  dalam  grafik,  maka  diperoleh kurva  karakteristik  dioda  (karakteristik  statis).  Pada umumnya hasilnya adalah seperti pada gambar 3.
Gambar 1. Dioda Semikonduktor
Gambar 3. Karakteristik Dioda

## Gambar 4. Simbol LED dan bentuk fisik LED
Tampak  untuk  dioda  Ge,  arus  baru  mulai  ada tegangan 0,3 V sedang untuk dioda Si pada 0,7 V. Tegangan ini sesuai  dengan tegangan  penghalang  pada sambungan P disebut tegangan patah atau tegangan lutut ( knee voltage). Tampak pula bahwa arus IR = Io dalam orde sedang  arus  maju  IF  dalam  orde  mA.  Dari  lengkungan  kurva yang  tidak  linier,  maka  tentu  saja  tahanan  dioda  tidak  tetap, baik tahanan maju maupun tahanan baliknya.
Jika  tegangan  balik  diperbesar  maka  akan  mencapai keadaan  arus  meningkat  secara  tajam,  yang  hanya  da dibatasi oleh tahanan luar. Tegangan kritis ini disebut tegangan dadal (break down voltage = peak inverse voltage

## LED (Light Emitting Diode)
LED  (Light  Emitting  Diode) adalah  dioda semikonduktor yang  memancarkan  cahaya  monokromatik  yang  tidak ketika  diberi tegangan maju. Jika LED dibias maju, maka arus bias  akan  menyebabkan  diinjeksikannya  elektron  kedalam bahan tipe-N. Dinyatakan dalam  tingkat  energi, elektron bebas berada pada tingkat yang lebih tinggi dari lubang. Jika elektron bebas  bergerak  melalui  daerah  dekat  dengan  sambungan, mereka  bergabung  kembali  dalam  lubang.  Dalam  proses penggabungan  kembali  energi  dilepas,  sebagian  dalam  bentuk cahaya  dan  sisanya  dalam  bentuk  panas.  Efisiensi  daya keluaran cahayanya sangat rendah, yakni ku

## Struktur dasar LED
Semikonduktor merupakan material yang dapat menghantarkan  arus  listrik,  meskipun  tidak  sebaik  konduktor listrik.  Semikonduktor  umumnya  dibuat  dari  konduktor  lemah yang  diberi  ‘pengotor’  berupa  material  lain.  Dalam  LED digunakan konduktor dengan gabungan un Aluminium-Gallium-Arsenit  (AlGaAs).  Konduktor  AlGaAs murni  tidak  memiliki  pasangan  elektron  bebas  sehingga  tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh karena itu dilakukan proses
journal Teknik Elektro dan Komputer (2015), ISSN : 2301-8402
Karakteristik Dioda

## Simbol LED dan bentuk fisik LED
Tampak  untuk  dioda  Ge,  arus  baru  mulai  ada  pada tegangan 0,3 V sedang untuk dioda Si pada 0,7 V. Tegangan ini sesuai  dengan tegangan  penghalang  pada  sambungan P-N, dan disebut tegangan patah atau tegangan lutut (cut in voltage atau ). Tampak pula bahwa arus IR = Io dalam orde μ A, arus  maju  IF  dalam  orde  mA.  Dari  lengkungan  kurva yang  tidak  linier,  maka  tentu  saja  tahanan  dioda  tidak  tetap, baik tahanan maju maupun tahanan baliknya.
Jika  tegangan  balik  diperbesar  maka  akan  mencapai keadaan  arus  meningkat  secara  tajam,  yang  hanya  dapat dibatasi oleh tahanan luar. Tegangan kritis ini disebut tegangan
peak inverse voltage).
) adalah  dioda semikonduktor yang  memancarkan  cahaya  monokromatik  yang  tidak  koheren ketika  diberi tegangan maju. Jika LED  dibias  maju, maka arus bias  akan  menyebabkan  diinjeksikannya  elektron  kedalam N.  Dinyatakan  dalam  tingkat  energi, elektron  bebas berada pada tingkat yang lebih tinggi dari lubang. Jika elektron bergerak  melalui  daerah  dekat  dengan  sambungan, mereka  bergabung  kembali  dalam  lubang.  Dalam  proses penggabungan  kembali  energi  dilepas,  sebagian  dalam  bentuk cahaya  dan  sisanya  dalam  bentuk  panas.  Efisiensi  daya keluaran cahayanya sangat rendah, yakni kurang dari 1%.
Semikonduktor merupakan material yang dapat menghantarkan  arus  listrik,  meskipun  tidak  sebaik  konduktor listrik.  Semikonduktor  umumnya  dibuat  dari  konduktor  lemah yang  diberi  ‘pengotor’  berupa  material  lain.  Dalam  LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam (AlGaAs).  Konduktor  AlGaAs murni  tidak  memiliki  pasangan  elektron  bebas  sehingga  tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh karena itu dilakukan proses
Gambar 5.
Gambar 6. Bentuk fisik dan simbol
doping  dengan  menambahkan  elektron  bebas  untuk mengganggu  keseimbangan  konduktor  tersebut,  sehingga material yang ada menjadi semakin konduktif.
LED merupakan dioda, sehingga memiliki kutub (polar). Arah  arus  konvensional  hanya  dapat  mengalir  dar katoda. Perhatikan bahwa 2 kawat (kaki) pada LED memiliki panjang  yang  berbeda.  Kawat  yang  panjang  adalah  anoda sedangkan yang pendek adalah katoda.
Jika  kita  melihat  kedalam  lampu  LED  itu  sendiri,  kita dapat  membedakan  ke  dua  kutub  ters gambar 4.
Proses  pembentukan  pasangan reversible,  energi  cahaya  dipancarkan  pada  saat  terjadi  cacat kristal,  namun  kadang-kadang  dapat  juga  sebuah  elektron langsung terjatuh ke hole sambil memancarkan energi cahaya, keadaan  ini  lebih  banyak  terjadi  pada  GaAs.  Pada  kondisi khusus cahaya yang dipancarkan bersifat koheren, dan devais ini dikenal sebagai laser semikonduktor. dapat dilihat pada gambar 5.

## B. Resistor
Resistor adalah komponen digunakan  dalam  setiap  rangkaian  elektronika  karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus  yang  mengalir  dalam  suatu  rangkaian.  Dengan  resistor, arus  listrik  dapat  didistribusikan  sesuai  dengan  kebutuhan. Sesuai  dengan  namanya  resistor  bersifat  resistif  dan umumnya  terbuat  dari  bahan  karbon.  Satuan  resistansi  dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

## Resistor Tetap (Fixed Resistor)
Resistor  tetap  yaitu  resistor  yang  nilainya  tidak  dapat berubah,  jadi  selalu  tetap  (konstan).  Resistor  ini  biasanya dibuat  dari  nikelin  atau  karbon.  Fungsi  dari  resistor  jenis  in adalah  sebagai  pembagi  tegangan,  mengatur  atau  membatasi arus  pada  suatu  rangkaian  serta  memperbesar  dan memperkecil  tegangan.  Bentuk  fisik  dan  simbol  dari  resistor tetap dapat dilihat pada gambar 6.
. Spesifikasi LED

## Bentuk fisik dan simbol resistor
doping  dengan  menambahkan  elektron  bebas  untuk mengganggu  keseimbangan  konduktor  tersebut,  sehingga material yang ada menjadi semakin konduktif.
LED merupakan dioda, sehingga memiliki kutub (polar). Arah  arus  konvensional  hanya  dapat  mengalir  dari  anoda  ke katoda. Perhatikan bahwa 2 kawat (kaki) pada LED memiliki panjang  yang  berbeda.  Kawat  yang  panjang  adalah  anoda sedangkan yang pendek adalah katoda.
Jika  kita  melihat  kedalam  lampu  LED  itu  sendiri,  kita dapat  membedakan  ke  dua  kutub  tersebut.  Perhatikanlah
Proses  pembentukan  pasangan  elekton-hole  bersifat energi  cahaya  dipancarkan  pada  saat terjadi  cacat kadang  dapat  juga  sebuah  elektron sambil memancarkan energi cahaya,
keadaan  ini  lebih  banyak  terjadi  pada  GaAs.  Pada  kondisi khusus cahaya yang dipancarkan bersifat koheren, dan devais ini dikenal sebagai laser semikonduktor. Spesifikasi dari LED dapat dilihat pada gambar 5.
komponen dasar elektronika yang selalu digunakan  dalam  setiap  rangkaian  elektronika  karena sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus  yang  mengalir  dalam  suatu  rangkaian.  Dengan  resistor, arus  listrik  dapat  didistribusikan  sesuai  dengan  kebutuhan. Sesuai  dengan  namanya  resistor  bersifat  resistif  dan umumnya  terbuat  dari  bahan  karbon.  Satuan  resistansi  dari atau dilambangkan dengan simbol

## Resistor Tetap (Fixed Resistor)
Resistor  tetap  yaitu  resistor  yang  nilainya  tidak  dapat berubah,  jadi  selalu  tetap  (konstan).  Resistor  ini  biasanya dibuat  dari  nikelin  atau  karbon.  Fungsi  dari  resistor  jenis  ini adalah  sebagai  pembagi  tegangan,  mengatur  atau  membatasi arus  pada  suatu  rangkaian  serta  memperbesar  dan
Bentuk  fisik  dan  simbol  dari  resistor tetap dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 7. Bentuk fisik dan simbol dari resistor variable
Gambar 8. Bentuk fisik dan simbol LDR

## Resistor Tidak Tetap (variable resistor)
Resistor  fariabel  yaitu  resistor  yang  nilainya  dapat berubah-ubah  dengan  jalan  menggeser  atau  memutar  toggle pada  alat  tersebut,  sehingga  nilai  resistor  dapat  kita  tetapkan sesuai  dengan  kebutuhan.  Fungsi  dari  resistor  jenis  ini  adalah sebagai  pengatur  volume  (mengatur  besar  kecilnya  arus),  tone control  pada  sound  system,  pengatur  tinggi  rendahnya  nada (bass/treble) serta berfungsi sebagai pembagi tegangan arus dan tegangan.  Bentuk  fisik  dan  simbol  dari  resistor  fariabel  dapat dilihat pada gambar 7.

## 1. LDR (Ligth Dependent Resistor)
LDR (light dependent resistor) atau sensor cahaya adalah salah  satu  jenis  resistor  yang  dapat  mengalami  perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya  nilai  hambatan  pada  sensor  cahaya  LDR  tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR  sering  disebut  dengan  alat  atau  sensor  yang  berupa resistor  yang  peka  terhadap  cahaya.  Biasanya  LDR  tersebut terbuat  dari  bahan  Cadium  Sulfida  yaitu  merupakan  bahan semikonduktor  yang  resistansinya  berubah-ubah  menurut banyaknya  cahaya  (sinar)  yang  mengenainya.  Simbol  LDR dapat dilihat seperti pada gambar 8.
Resistansi  LDR  akan  berubah  seiring  dengan  perubahan intensitas cahaya yang mengenainya  atau yang ada disekitarnya.  Dalam  keadaan  gelap  resistansi  LDR  sekitar  10 M Ω dan dalam keadaan terang sebesar 1 K Ω atau kurang. LDR terbuat  dari  bahansemikonduktor  seperti  Cadium  Sulfida. Dengan  bahan ini  energi  dari  cahaya  yang  jatuh  menyebabkan lebih  banyak  muatan  yang  dilepas  atau  arus  listrik  mengikat. Artinya  resistansi  bahan  telah  mengalami  penurunan.  Grafik penunjukan  hubungan  antara  resistansi  dan  lux  dapat  dilihat pada gambar 9.

## C. Kapasitor
Kapasitor  adalah  komponen  elektronika  yang  dapat menyimpan  muatan  listrik.  Struktur  sebuah  kapasitor  terbuat dari  2  buah  plat  metal  yang  dipisahkan  oleh  suatu  bahan dielektrik.  Bahan-bahan  dielektrik  yang  umum  dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan
Gambar 9. Grafik hubungan antara resistansi dan iluminasi
Gambar 10. Bentuk fisik dan simbol kapasitor
Gambar 11. Konstruksi Motor AC
positif  akan  mengumpul  pada  salah  satu  kaki  (elektroda) metalnya  dan  pada  saat  yang  sama  muatan-muatan  negatif terkumpul  pada  ujung  metal  yang  satu  lagi.  Muatan  positif tidak  dapat  mengalir  menuju  ujung  kutup  negatif  dan sebaliknya  muatan  negatif  tidak  bisa  menuju  ke  ujung  kutup positif,  karena  terpisah  oleh  bahan  dielektrik  yang  non- konduktif.  Muatan  elektrik  ini  "tersimpan"  selama  tidak  ada konduksi  pada  ujung-ujung  kakinya.  Di  alam  bebas, fenomena  kapasitor  ini  terjadi  pada  saat  terkumpulnya muatan-muatan  positif dan negatif di awan. Bentuk  fisik dan simbol dari kapasitor dapat dilihat pada gambar 10

## D. Motor AC
Motor  AC  merupakan  jenis  motor  yang  menggunakan tegangan  bolak-balik  sebagai  sumber  tegangannya.  Dengan memberikan  beda  tegangan  pada  kedua  terminal  tersebut, motor  akan  berputar  pada  satu  arah,  dan  bila  polaritas  dari tegangan  tersebut  dibalik  maka  arah  putaran  motor  akan berbalik  pula.  Polaritas  dari  tegangan  yang  diberikan  pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari  beda  tegangan  pada  kedua  terminal  menentukan kecepatan  motor.  Konstruksi  motor  AC  dapat  dilihat  pada gambar 11.
Motor  AC  memerlukan  suplai  tegangan  yang  bolka- balik  pada  kumparan  medan  untuk  diubah  menjadi  energi mekanik.  Kumparan  medan  pada  motor  AC  disebut  stator (bagian  yang  tidak  berputar)  dan  kumparan  jangkar  disebut rotor (bagian  yang  berputar). Bentuk motor paling  sederhana memiliki  kumparan  satu  lilitan  yang  bisa  berputar  bebas  di antara kutub-kutub magnet permanen.

## (a)                                  (b)
Gambar 12. a. IC regulator LM7812, b. IC regulator LM7912
Gambar 13. Macam-macam relay
E. IC Regulator (IC 7812 dan 7912)
Regulator  tegangan  (IC  7812 dan  7912) digunakan  untuk menghasilkan  tegangan  12  volt  dengan Amper.  Regulator  tegangan  dapat  memiliki  perlindungan terhadap  sirkuit  pendek  serta  peredam  panas  yang  melindungi IC  dari  panas  yang  berlebihan.  Pada  gambar  2.16  merupakan bentuk  fisik  Regulator  Tegangan.  Regilator  Tegangan ditempatkan  diantara  dua  buah  resistor  yang  berguna  sebagai filter tegangan  yang melewati regulator tegangan.
IC regulator LM7812  dan  LM  7912 dapat dilihat pada gambar 12.

## F. Relay
Relay  adalah  komponen  elektronika  berupa  saklar elektronik  yang  digerakkan  oleh  arus  listrik.  Secara  prinsip, relay  merupakan  tuas  saklar  dengan  lilitan  kawat  pada  batang besi (solenoid)  di dekatnya.  Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid  sehingga  kontak  saklar  akan  menutup.  Pada  saat arus dihentikan,  gaya  magnet  akan  hilang,  tuas  akan  kembali  ke posisi  semula  dan  kontak  saklar  kembali  terbuka.  Relay biasanya  digunakan  untuk  menggerakkan  arus/tegangan  yang besar  (misalnya  peralatan  listrik  4  ampere  AC  220  V)  deng memakai  arus/tegangan  yang  kecil  (misalnya  0.1  ampere  12 Volt DC). Bentuk macam relay dapat dilihat pada gambar 13.

## G. Operational Amplifier (Op-Amp)
Operational amplifier (op-amp operasional  merupakan  salah  satu  komponen  analog  yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.  Menurut  pengertiannya,  penguat  operasional  ( amp)  adalah  suatu  blok  penguatan  yang  mempunyai  dua masukan  dan  satu  keluarandimana  tegangan  outputnya proposional  terhadap  perbedaan  tegangan  antara  ke inputnya.
Op-amp  sering  digunakan  sebagai  penguat  sinyal baik  yang  linear  maupun  non-linear  terutama  dalam  sistem sistem  pengaturan  dan  pengendalian,  instrumentasi  dan komputasi  analog.  Keuntungan  dari  pemakaian  penguat operasional  ini  adalah  karakteristiknya  yang  mendekati  ideal sehingga  dalam  merancang  rangkaian  yang  menggunakan penguatan ini lebih mudah dan juga karena penguat ini bekerja pada tingkatan yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya secara teoritis.
Op-amp  yang  biasa  terdapat  di  pasaran  berupa  rangkaian terpadu  (integrated  circuit  atau  IC).  Aplikasi paling sering dibuat antara lain adalah rangkaian membalik,
journal Teknik Elektro dan Komputer (2015), ISSN : 2301-8402
(b) a. IC regulator LM7812, b. IC regulator LM7912 macam relay
Regulator tegangan  (IC  7812  dan  7912)  digunakan  untuk arus  maksimum1,5 Amper.  Regulator  tegangan  dapat  memiliki  perlindungan terhadap  sirkuit  pendek  serta  peredam  panas  yang  melindungi IC  dari  panas  yang  berlebihan.  Pada  gambar  2.16  merupakan bentuk  fisik  Regulator  Tegangan.  Regilator  Tegangan antara  dua  buah  resistor  yang  berguna  sebagai filter tegangan  yang melewati regulator tegangan. Bentuk  fisik IC regulator LM7812 dan LM 7912 dapat  dilihat pada gambar
Relay  adalah  komponen  elektronika  berupa  saklar eh  arus  listrik.  Secara  prinsip, relay  merupakan  tuas  saklar  dengan  lilitan  kawat  pada  batang besi (solenoid)  di dekatnya.  Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada akan  menutup.  Pada  saat arus dihentikan,  gaya  magnet  akan  hilang,  tuas  akan  kembali  ke posisi  semula  dan  kontak  saklar  kembali  terbuka.  Relay biasanya  digunakan  untuk  menggerakkan  arus/tegangan  yang besar  (misalnya  peralatan  listrik  4  ampere  AC  220  V)  dengan memakai  arus/tegangan  yang  kecil  (misalnya  0.1  ampere  12
Bentuk macam relay dapat dilihat pada gambar 13.
amp) atau penguat operasional  merupakan  salah  satu  komponen  analog  yang digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.  Menurut  pengertiannya,  penguat  operasional  (op- )  adalah  suatu  blok  penguatan  yang  mempunyai  dua masukan  dan  satu  keluarandimana  tegangan  outputnya proposional  terhadap  perbedaan  tegangan  antara  kedua
sering  digunakan  sebagai  penguat  sinyal-sinyal, linear  terutama  dalam  sistem- sistem  pengaturan  dan  pengendalian,  instrumentasi  dan komputasi  analog.  Keuntungan  dari  pemakaian  penguat karakteristiknya  yang  mendekati  ideal sehingga  dalam  merancang  rangkaian  yang  menggunakan penguatan ini lebih mudah dan juga karena penguat ini bekerja pada tingkatan yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya
at  di  pasaran  berupa  rangkaian atau  IC).  Aplikasi  op-amp  yang paling sering dibuat antara lain adalah rangkaian membalik,
Gambar 14. Simbol umum dan bentuk fisik
Gambar 15. Diagram blok Alat Pemotong Singkong Otomatis
tak  membalik,  integrator  dan  diferensiator. dinamakan  juga  dengan  penguat  diferensial,  lalu  ada  tahap penguatan  (gain),  selanjutnya  ada  rangkaian  penggeser (level shifter) dan kemudian penguat akhir.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Perancangan Alat
Perancangan  alat  pemotong  singkong  otomatis  ini bekerja dengan menggunakan sensor (LDR dan LED) sebagai input  untuk  medeteksi  keadaan  singkong tersebut  kemudian  dihubungkan  ke  motor  yang  kemudian akan memproses berputarnya motor.
Diagram  blok  merupakan  konsep  dasar  dalam  setiap perancangan    suatu  sistem.  Setiap  diagram  blok  mempunyai fungsi masing-masing. Adapun dari diagram bl yang  dirancang  adalah  sep berikut.
Adapun  fungsi  dari  masing masing-masing  yaitu,  Power  su penyuplai  tegangan  pada  rangakaian  sehingga  rangkaian dapat  beroperasi.  Sensor,  t berfungsi  mendeteksi  adanya  singkong  atau  tidak.  Apabila terdeteksi adanya singgkong dalam tabung, maka sensor akan memerintahkan untuk  motor  yang telah dihubungkan dengan pemotong dapat berputar dan memotong s relay berfungsi untuk memerentahkan kembali motor apabila sensor  mendeteksi  kembali  keberadaan  singkong. merupakan  rangkaian  yang  berfungsi  sebagai  penguat  untuk dapat  mengendalikan  arah  perputaran  dari  motor  AC. Motor  AC  berfungsi  sebagai  penggerak  yang  menggerakkan pemotong.  Dan  pemotong singkong yang terdeteksi oleh sensor.

## B. Perancangan Catu Daya
Pada  sistem  ini  menggunakan  rangkaian  catu  daya sebagai  sumber  tegangan  yang  membuat  sistem  ini  bekerja sesuai keinginan. Tegangan yang dihasilkan dari catu daya ini yang  akan  memberikan  input  tegangan  terhadap  rangkaian sensor, driver dan motor. Pada rang
Power Supply Sensor 32 Simbol umum dan bentuk fisik op-amp Diagram blok Alat Pemotong Singkong Otomatis
tak  membalik,  integrator  dan  diferensiator.  Op-amp dinamakan  juga  dengan  penguat  diferensial,  lalu  ada  tahap ),  selanjutnya  ada  rangkaian  penggeser  level ) dan kemudian penguat akhir.

## III. PERANCANGAN SISTEM
Perancangan  alat  pemotong  singkong  otomatis  ini bekerja dengan menggunakan sensor (LDR dan LED) sebagai input  untuk  medeteksi  keadaan  singkong,  kaki  dari  sensor tersebut  kemudian  dihubungkan  ke  motor  yang  kemudian akan memproses berputarnya motor.
Diagram  blok  merupakan  konsep  dasar  dalam  setiap perancangan    suatu  sistem.  Setiap  diagram  blok  mempunyai masing. Adapun dari diagram blok dari sistem yang  dirancang  adalah  seperti  yang  terlihatpada  gambar  15
Adapun  fungsi  dari  masing-masing  diagram  blok Power  supply  berfungsi  sebagai penyuplai  tegangan  pada  rangakaian  sehingga  rangkaian ,  terdiri  dari  LED  dan  LDR, berfungsi  mendeteksi  adanya  singkong  atau  tidak.  Apabila terdeteksi adanya singgkong dalam tabung, maka sensor akan memerintahkan untuk motor yang telah dihubungkan  dengan pemotong dapat berputar dan memotong singkong. Kemudian erfungsi untuk memerentahkan kembali motor apabila sensor  mendeteksi  kembali  keberadaan  singkong.  Driver ian  yang  berfungsi  sebagai  penguat  untuk dapat  mengendalikan  arah  perputaran  dari  motor  AC.  Lalu ungsi  sebagai  penggerak  yang  menggerakkan emotong  Berfungsi  untuk  memotorng singkong yang terdeteksi oleh sensor.

## Perancangan Catu Daya
Pada  sistem  ini  menggunakan  rangkaian  catu  daya sebagai  sumber  tegangan  yang  membuat  sistem  ini  bekerja sesuai keinginan. Tegangan yang dihasilkan dari catu daya ini yang  akan  memberikan  input  tegangan  terhadap  rangkaian sensor, driver dan motor. Pada rangkaian terpasang dioda
Driver Motor AC Pemotong Relay
Gambar 16. Rangkaian catu daya 24 VDC.
Gambar 17. Rangkaian sensor
Gambar 18.  Rangkaian Driver motor AC
bridge  yang  berfungsi  untuk  menyearahkan  tegangan.  Untuk mendapatkan  tegangan  keluaran  yang  sesuai  dengan  yang dibutuhkan maka dipasang IC Regulator LM7812 dan LM7912 dapat dilihiat pada gambar 16.

## C. Perancangan Rangkaian Sensor
Rangkaian  sensor  ini  meliputi  dua  bagian  yaitu perancangan rangkaian LED dan LDR. Dimana rangkaian LED dipasang  sejajar  dengan  rangkaian  LDR  agar  menghasilkan input  yang  benar-benar  akurat.  Gambar  rangkaiannya  dapat dilihat pada gambar 17.
journal Teknik Elektro dan Komputer (2015), ISSN : 2301-8402 Rangkaian catu daya 24 VDC. Rangkaian sensor Rangkaian Driver motor AC yang  berfungsi  untuk  menyearahkan  tegangan.  Untuk mendapatkan  tegangan  keluaran  yang  sesuai  dengan  yang IC Regulator LM7812 dan LM7912
Rangkaian  sensor  ini  meliputi  dua  bagian  yaitu perancangan rangkaian LED dan LDR. Dimana rangkaian LED
LDR  agar  menghasilkan Gambar  rangkaiannya  dapat
Gambar 19. Rangkaian Keseluruhan Sistem
Gambar 20.  Spesifikasi pisau pemotong
Gambar 21. Rancangan Tampak Depan
Rangkaian  keseluruhan  dari  alat  pemotong  ini  dapat  dilihat seperti pada gambar 19.

## D. Perancangan Driver Motor AC
Rangkaian  driver  merupakan  rangkaian  penggerak  dan pengatur  arah  putaran  motor  AC  yang  terpasang  pada  alat tersebut  agar  dapat  menggerakkan  pisau  pemotong  untuk memotong  singkong.  Rangkaian  ini bekerja  pada  saat sensor mendeteksi  keberadaan  singkong. driver motor AC dapat dilihat pada gambar 18.
Rangkaian Keseluruhan Sistem .  Spesifikasi pisau pemotong

## Tampak Depan Alat Pemotong Singkong Otomatis

## Rangkaian  keseluruhan  dari  alat  pemotong  ini  dapat  dilihat

## Perancangan Driver Motor AC
Rangkaian  driver  merupakan  rangkaian  penggerak  dan pengatur  arah  putaran  motor  AC  yang  terpasang  pada  alat menggerakkan  pisau  pemotong  untuk memotong  singkong.  Rangkaian  ini bekerja  pada  saat sensor mendeteksi  keberadaan  singkong.  Perancangan  rangkaian driver motor AC dapat dilihat pada gambar 18.
Gambar 21. Rancangan Tampak Atas Alat Pemotong Singkong Otomatis
Gambar 22.  Spesifikasi penampang
E. Perancangan Pisau Pemotong
Pisau  pemotong  ini  berfungsi  untuk  memotong  singkong yang  nantinya  akan  dimasukan  kedalam  tabung.  Pisau pemotong  dihubungkan  dengan  motor  dengan  menggunakan belt (bebat). Ini bertujuan agar pada saat sensor memerintahkan motor  untuk  berputar  ketika  singkong  dimasukkan,  saat bersamaan  pemotong  yang  dihubungkan  dengan  motor  juga akan  ikut  berputar  dan  memotong  singkong.  Singkong  yang telah  selesai  dipotong  akan  ditempatkan  diwadah  yang  sudah dirancang  dalam  mesin  pemotong.  Gambar  perancangan  pisau pemotong dapat dilihat pada gambar 20 dan 21.
Keterangan:
Panjang pisau pemotong  = 14 cm
Diameter piringan pisau = 37 cm Sudut kemiringan pisau = ± 55°
Antara  piringan  pisau  pemotong  dengan  motor  AC dihubungkan  dengan  belt,  agar  saat  motor  berputar  maka piringan  pisau  pemotong  pun  akan  ikut  berputar  saat  sensor mendeteksi  keberadaan  singkong  dalam  penampang.  Gambar 21 dan gambar 22 akan menunjukkan bagaimana disain tampak atas dari alat pemotong singkong ini.
Keterangan:
Lebar penampang = 10 cm Panjang tabung  = 30 cm
Gambar 23. Pengukuran tegangan catu daya 24 V

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Catu Daya
Rangkaian  catu  daya  uang  digunakan  pada  alat  ini adalah tegangan DC 12 V simetris dengan cakupan tegangan +  12  VDC,    -12  VDC  dan  0  V  (ground).  Pengukuran dilakukan  beberapa  kali  untuk  melihat  kestabilan  tegangan output  dari  regulator.  Pengukuran  tegangan  input  maupun output  dari  regulator  tegangan  DC  12  V  simetris  dilakukan seperti pada gambar 23.
Dengan  menggunakan  alat  ukur  multi  meter  digital dapat  dilihat  bahwa  output  regulator  dari  catu  daya  untuk tegangan  simetris  +  12  VDC  dan  –  12  VDC  cukup  stabil seperti yang terlihat  pada tabel I.
IC  regulator  yang  digunakan  adalah  7812  yang berfungsi  agar  tegangan  masukkan  tidak  lebih  dari  24  VDC walaupun  masukkan  kurang  dari  24  VDC  namun  jika  IC regulator  dihubungkan  dengan  beban  maka  tegangan  yang keluar  maksimum  adalah  23,98  VDC  dan  ini  dapat dikategorikan ideal.
Dari hasil pengukuran yang diperoleh pada tabel I dapat dilihat  meskipun  ada  perubahan  pada  V output regulator,  tetapi Voutput  cukup stabil.  Dengan  demikian  rangkaian  catu  daya regulator yang digunakan dapat bekerja dengan baik.

## B. Pengujian Sensor
Pengujian  pada  sensor  ini  bertujuan  untuk  mengetahui perubahan tegangan dari LDR pada keaadaan saaat singkong dimasukkan  dalam  tabung  dan  pada  saat  singkong  pada kondisi tidak berada didalam tabung.
Dari tabel  II dapat dilihat bahwa V LDR akan  lebih besar pada  keadaan  singkong  berada  didalam  tabung  yaitu  sebesar 14 VDC.
TABEL I.  HASIL PENGUKURAN CATU DAYA 24 V V in (VDC) V out (VDC) 20 23,96 21 23,96 22 23,97 23 23,97 24 23,98 TABEL II. HASIL PENGUKURAN TEGANGAN PADA SENSOR Keadaan Singkong V LDR (VDC) V out Comp (VDC) Ada 14 25 Tidak Ada 0 26 TABEL III. PENGUJIAN DRIVER RELAY V LDR (VDC) V Relay (VDC) Keadaan Motor 14 10 Berputar 0 0 Diam TABEL IV. PENGUJIAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR Keadaan Beban V Relay (VDC) V Motor (VAC) Kecepatan Putaran (v motor )(rpm) Ada singkong 10 200 4407 Tidak ada singkong 0 0 -

## C. Pengujian Driver Relay
Selain  pengujian  tegangan  pada  LDR  pada  sensor,  dalam penelitian ini penulis juga mengamati driver relay padarangkaian.  Hasil  pengamatannya  dapat  dilihat  pada  tabel III.
Dari tabel III dapat dilihat bahwa pada saat tegangan LDR maksimum yaitu 14 VDC, maka tegangan pada relay mencapai 10  VDC  sehingga  saklar  NO  menutup  dan  motor  berputar. Sebaliknya,  jika  tegangan  LDR  sebesar  0  VDC,  maka relaytidak akan bekerja dan motor berhenti berputar.

## D. Pengujian Kecepatan Putaran Motor
Untuk  mengetahui  laju  putaran  motor  saat  adanya  beban dan  tidak  adanya  beban,  maka  penulis  pengukur  laju  putaran motor seperti yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Dari  hasil  pengamatan  yang  dilakukan  didapatkan  pada saatsingkong  diletakkan  dalam  tabung  dan  sensor  mendeteksi keberadaan  singkong  tegangan  pada  relay  didapatkan  10  VDC dan  teganagn  pada  motor  220  VAC  dengan  kecepatan  putaran motor 4407 rpm. Seperti yang diamati dalam tabel IV.
E. Pengujian Hasil Pemotongan
Untuk  mengetahuio  berapa  banyak  singkong  yang dapat diproses,  maka penulis mengamati hal seperti pada tabel V.  Dalam  pengambilan  data  pemotongan  dari  alat  ini, didapatkan hasil yang berbeda dengan diameter singkong yang berbeda.  Saat  diameter  1-5  cm  singkong  ygang  terpotong semakin bertambah, namun pada diameter 5-6 cm berkurang ini TABEL. dapat  diartikan  bajwa  besar  singkong  mempengaruhi kecepatan  putaran  motor  sehingga  singkong  yang  dipotong berkurang.

## V. PENGUJIAN HASIL POTONGAN
Waktu Operasi (detik) Diameter (cm) Massa (g) Jumlah Potongan (lembar) 30 45 60 1,5 120 176 232 137 183 248 30 45 60 2,5 210 314 480 114 221 332 30 45 60 3,5 300 445 579 135 216 383 30 45 60 4,5 445 654 879 178 213 454 30 45 60 5,5 350 520 715 123 271 336

## V. KESIMPULAN
Dari perancangan Alat Pemotong Singkong Otomatis ini didapatkan  kesimpulan,  pada  pengujian  hasil  pemotongan didapatkan  dalam  waktu  60  detik  singkong  yang  dapat terpotong  adalah  183  lembar  dengan  diameter  singkong berkisar  antara  1,5  cm.  Pada  pengujian  hasil  pemotongan didapatkan  dalam  waktu  60  detik  singkong  yang  dapat terpotong    adalah    221  lembar  dengan  diameter  singkong berkisar  antara  2,5  cm.  Pada  pengujian  hasil  pemotongan didapatkan  dalam  waktu  60  detik  singkong  yang  dapat terpotong  adalah  216  lembar  dengan  diameter  singkong berkisar  antara  3,5  cm.  Pada  pengujian  hasil  pemotongan didapatkan  dalam  waktu  60  detik  singkong  yang  dapat terpotong  adalah  213  lembar  dengan  diameter  singkong berkisar  antara  4,5  cm.  Pada  pengujian  hasil  pemotongan didapatkan  dalam  waktu  60  detik  singkong  yang  dapat terpotong  adalah  271  lembar  dengan  diameter  singkong berkisar  antara  5,5  cm.  Setiap  hasil  pemotongan  dengan diameter  singkong  yang  berbeda  didapatkan  hasil  yang berbeda.  Pada  saat  diameter  singkong  5,5  cm  hasilnya  lebih sedikit  dari  singkong  yang  berdiameter  4,5  cm,  ini dikarenakan  pada  saat  singkong  dieksekusi  motor  berputar pelan pengaruh dari besar singkongnya, sehingga banyaknya singkong yang dapat dieksekusi berkurang.

## VI. SARAN
Dalam hal ini  yang harus diperhatikan adalah Kondisi ketajaman  pisau  pemotong  sebaiknya  dalam  kondisi  yang tajam,  agar  singkong  mudah  untuk  dipotong.  Kemudian sesuaikan  ukuran  diameter  singkong  dengan  tabung,  karena apabila  singkong  berdiameter  lebih  besar  maka  singkong tidak  bisa  dimasukkan.  Dan  Lakukan  pemeriksaan  pada penampung  hasil  potongan  dari  singkong  bila  sudah  penuh maka dapat dipindahkan ke wadah yang lain.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.P.  Malvino,  Ph.D.,  Prinsip-prinsip  Elektronika,  Terjemahan
Hanapi Gunawan, Jakarta: Erlangga , 1996.
[2] B.G.  Wollard,  Elektronika  Praktis,  PT.  Pradnya  Pramita,  Jakarta,
1999
[3] D.A. Poluan, Penyaji Air Minum Otomatis Berbasis Mikrokontrole,
Tugas  Akhir  Sarjana  Tidak  diterbitkan,  Manado  Program  Studi
Teknik Elektro Universitas Sam Ratulangi, 2011.
[4] H.W.  Fredrick,  Panduan  op-amp,  PT  Elex  Media  Komputindo
Kelompok Gramedia, Jakarta, 1990
[5] J.  Bergmeyer,  Motor  Constants,  How  To  Find  Them  And  Use  The,
Germany, 2003
[6] Pujiono,    Rangkaian  Elektronika  Analog,  Graha  Ilmu,  Yogyakarta,
2012.
[7] Wasito,  Pelajaran  Elektronika  Teknik  Arus  Searah,  Karya  Utama,
Jakarta, 1987.
[8] Z.  Zainudin,  Analisis  Rangkaian,  Edisi  Kedua,  Graha  Ilmu,
Yogyakarta, 2007.