E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 3, Maret 2022

## RANCANG  BANGUN  MESIN  PRES  SAMPAH  BOTOL  PLASTIK  DENGAN SISTIM ULIR DAN PENGENDALI ARDUINO

## Abdul Tahir, Musakirawati
Akademi Teknik Soroako, Sulawesi Selatan, Indonesia Email: abdultahir0101@gmail.com, musakirawati@ats-sorowako.ac.id

## Abstrak
Plastik  dapat  diolah  dengan  metode  daur  ulang  untuk  dimanfaatkan  kembali, bahkan kebutuhan plastik di Indonesia terus meningkat hingga mengalami kenaikan rata-rata  200  ton  per  tahun.  Untuk  mempermudah  proses  daur  ulang  sampah, beberapa langka dilakukan yaitu penyortiran, pencacahan, pencucian, pengeringan, dan  pengepakan.  Proses  pengepakan  sampah  plastik  mengalami  kendala  apabila dilakukan secara manual karena memutuhkan tempat dan wadah yang besar. Perlu dibuatkan  mekanisme  pengepresan  yang  optimal  untuk  menekan  volume  sampah sehingga  memudahkan  dalam  pengepakan.  Solusi  terbaik  saat  ini  yang  dilakukan adalah dengan membuat mesin pengepress sampah yang murah, mudah, dan aman digunakan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  mesin  pengepress  sampah khususnya sampah botol plastik bekas kemasan minuman. Sistim kendali dirancang dengan  menggunakan  perangkat  arduino,  driver  motor,  sensor  arus,  dan  relay. Untuk  sistim  penggerak  mesin  menggunakan  Motor  DC  yang  dihunbungkan dengan  power  supply  12V.  Tuas  pengepres  dikombinasikan  dengan  poros  berulir yang  dihubungkan  dengan  motor  DC  untuk  proses  penekan  sampah.  Pada pengujian  mesin  didapatkan  hasil  pengepresan  sampah  botol  plastik  yang  cukup baik dimana volume sampah yang di press dapat mencapai 56%.
Kata Kunci: sampah, plastik, motor, arduino, desain, relay

## Abstract
Plastics can be processed by recycling methods for reuse. The demand for plastic in Indonesia continues to increase to an average of 200 tons per year.  The waste recycling  process  begins  with  sorting,  counting,  washing,  drying,  and  packaging. The process of packing waste manually requires a large place and container. It is necessary to create an optimal waste pressing mechanism to reduce the volume of this waste so that it is easier to pack. The best solution that is currently being done is to make a garbage press machine that is cheap, easy, and safe to use. This study aims  to  design  a  waste  press  machine,  especially  plastic  bottle  waste  used  for beverage  packaging.The  control  system  is  designed  using  arduino  devices,  motor drivers, current sensors and some extras such as push buttons and jumper cables. The  engine  drive  system  uses  a  DC  motor  connected  to  a  12V  power  supply.  The pressing rod is taken from the threaded shaft which is connected to a DC motor for the waste pressing process. In machine testing, the results of pressing plastic bottle waste are quite good where the volume of pressing waste can be reduced by up to 56%.
Keywords: plastic, waste, design, arduino, machine, relay
Received: 2022-02-20; Accepted: 2022-02-05; Published: 2022-03-09

## Pendahuluan
Plastik merupakan bahan anorganik buatan yang tersusun dari bahan-bahan kimia yang cukup bebahaya bagi  lingkungan. Limbah plastik sangat sulit terurai, dibutuhkan waktu  ratusan  tahun  agar  dapat  terurai  secara  alami.  Setiap  hari  penggunaan  bahan plastik  bisa  ditemukan  hampir  diseluruh  aktivitas  masyarakat  namun  demikian  plastik dapat  diolah  kembali  untuk  dimanfaatkan  oleh  manusia,  bahkan  kebutuhan  plastik  di Indonesia  terus  meningkat  hingga  mengalami  kenaikan  rata-rata  200  ton  per  tahun. (Arifin & Ihsan, 2018)
Langkah  awal  yang  dilakukan  dalam  pengolahan  sampah  palstik  adalah  proses pemilahan  dan  pewadahan  berdasarkan  jenis  pemamfaatannya (Kamali,  Sumarlan,  & Fahrurazi,  2017) .  Kegiatan  pemilahan  ini  dimaksudkan  agar  proses  berikutnya  lebih mudah  dilakukan  khususnya  untuk  pengolahan  yang  menggunakan  proses  pemesinan. Setelah proses pemilahan maka dilakukan pengepresan agar volume dari plastik tersebut dapat berkurang. Proses pengepresan ini membutuhkan waktu yang cukup lama apabila dilakukan  secara  manual.  Agar  proses  pengepresan  ini  dapat  berjalan  dengan  efisien dibutuhkan mesin atau alat pengepress yang dapat dijalankan dengan aman dan nyaman.
Ada  beberapa  metode  pengepresan  yang  dapat  dipilih  yang  disesuaikan  dengan jenis material yang dipress.  Untuk metarial logam dapat menggunakan sistim hydrolik seperti  pada  pengepresan  geram  sampah  mesin  perkakas (Indah  &  Baehaqi,  2017) , dapat  pula  menggunakan  penggerak  sistem  pneumatic (Indriyanto,  Kabib,  &  Winarso, 2018). Sebuah  mesin  pres  kaleng  minuman  menggunakan  kombinasi  motor  AC  dan gearbox  untuk  reduksi  putaran  dengan  metode  eksentrik  untuk  pengepresan (Sanyoto, Anzip, Suhariyanto, Hadi, & Surono, 2019)
Sistim  pengepresan  dengan  menggunakan  hydrolik  dan  pneumatic  masih  sulit ditemukan  di  masyarakat,  selain  karena  peralatanya  yang  langka  juga  harganya  masih mahal.  Dibutuhkan  metode  lain  yang  murah  dan  mudah  agar  permasalah  terkait pengeprasan sampah ini dapat diselesaikan.
Dalam  penelitian  ini  metode  pengepresan  yang  digunakan  untuk  pengepresan sampah  botol  plastik  (kemasan  minuman)  adalah  dengan  metode  mekanikal menggunakan  dua  motor  DC  dengan  kapasitas  maksimum  12V,10A.  Motor  DC digunakan sebagai penggerak yang dihubungkan pada batang berulir dengan kombinasi Tuas  sebagai  penekan  untuk  pengepresan.  Mesin  press  yang  dirancang  menggunakan pengendali yang dibuat dari perangkat arduino untuk menggerakan motor dan mengatur tekanan  pada  tuas  penekan.  Tekanan  pada  tuas  penekan  dipantau  dengan mengkorelasikan bersama jumlah arus yang melewati sesor ACS712 .
Material yang direkomendasikan untuk mesin ini terbuat dari plat baja yang dapat menahan tekanan saat proses pengepresan. Proses manufaktur untuk pembuatan bagian-
bagian  mesin  dilakukan  pada  mesin  bubut,  las,  dan  mesin  bor.  Proses  manufaktur lakukan  untuk  mendapatkan  ukuran-ukuran  yang  sesuai  dengan  dimensi  mesin  yang dibuat.  Sistim  kendali  dirancang  untuk  mempermudah  pengontrolan  mesin,  termasuk untuk mengendalikan mesin agar terhindar dari unsur unsur bahaya yang mungkin akan terjadi apabila mesin diberi beban yang besar. Perangkat alat pengendali yang diguakan seperti ditunjukan pada table 1 berikut:
Tabel  1 Nama Perangkat Kendali No Nama perangkat Fungsi 1. Arduino Uno Pusat pengendali 2. Motor Driver Pegendali Motor Penggerak 3. Sensor Arus Detekasi  Arus  daya  yang  diterima  motor penggerak 4. Motor Driver Untuk Mendrive Motor Pengepress 5. Adaptor Mengasil arus DC untuk Arduino 6. Power supplay 12V Sumber power motor penggerak 7. Tombol Penekan Tombol untuk menghidupkan dan mematikan mesin 8. Sejumlah kabel Jumper Kebutuhan rangkaian pengendali

## Arduino Uno
Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source (gambar 1),  diturunkan  dari  wiring  platform  dirancang  untuk  memudahkan  penggunaan elektronik  dalam  berbagai  bidang.  Arduino  Uno  adalah  sebuah  board  mikrokontroler berbasis ATmega328 yang memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut  dapat  digunakan  sebagai  output  PWM  dan  6  pin  input  analog (Lubis  et  al., 2019) .

## Gambar 1 Arduino Uno
Software yang digunakan untuk pemrograman arduino adalah IDE Arduino yang ditulis  dengan  menggunakan  Java.  IDE  Arduino  terdiri  dari:  1)  editor  program  yaitu sebuah  window  yang  memungkinkan  pengguna  menulis  dan  mengedit  program  dalam
bahasa processing .  2) compiler yaitu  sebuah  modul  yang  mengubah  kode  program (bahasa processing ) menjadi kode biner . 3) uploader yaitu sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memori di dalam papan arduino.

## Motor Driver
Motor driver yang  digunakan  pada  mesin  yang  dirancang  adalah  Monster  Moto Shield  VNH2SP30  30A  seperti  pada  gambar  2  (Rofiq  ,  Amir  ,  &  Muchtar,  2020). Driver ini dapat menggendalikan 2 motor DC sekaligus dengan arus maksimal masing 14A  menggunakan  tegangan  maksimum  16V.  Motor  driver  akan  menggerakan  motor yang  terhubung  ke  batang  penekan  untuk  mengepress  sampah  yang  masuk  ke  ruang pengepresan.

## Gambar 2 Motor driver
Motor  driver  banyak  digunakan  pada  sistim  otomasi  yang  berfungsi  untuk mengendalikan pengaturan kecepatan arah gerak motor.

## Sensor Arus (ACS712-5-30A)
Sensor  ACS712  (gambar  3)  adalah  sensor  arus  yang  bekerja  berdasarkan  efek medan,  dapat  digunakan  untuk  mengukur  arus  AC  maupun  DC,  sensor  ini  dapat mengukur  arus  positif  dan  negatif  dengan  kisaran  -30A  sampai  30A.  Sensor  ini memelukan suplai daya sebesar 5V (Dalimunthe , 2018).

## Gambar 3 Sensor Arus
Sensor memiliki tiga pin, Fungsi tiap pin pada sensor ACS712 ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel 2 Fungsi Pin pada ACS712 Pin output ACS712 Fungsi VCC Catu daya sensor OUT Output sensor GND Grounding

## Relay
Relay adalah  komponen  elektronika  yang  tersusun  atas  kumparan,  pegas,  saklar (terhubung  pada  pegas)  dan  2  kontak  elektronik  (normally  close  dan  normally  open) (Isfarizky,  Fardian,  &  Mufti,  2017). Relay  bekerja  menggunakan  prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecildapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

## Motor DC
Motor DC atau motor arus searah adalah sebuah rangkaian elektronik yang dapat mengubah  energi  listrik  menjadi  gerak  kinetik  dengan  memakai  sumber  arus  listrik searah.  Motor  ini  memiliki  dua  terminal,  yang  dapat  menghasilkan  sejumlah  putaran per-menit  atau  RPM  ( Revolutions  Per  Minute ).  Pada  penelitan  ini  2  buah  motor  DC digunakan untuk menggerakan Tuas penekan. Motor DC yang digunakan adalah motor power window seperti gambar 4.

## Gambar 4 Motor DC power window
Spesifikasi motor power window yang digunakan seperti ditunjukan pada tabel 3 dibawah ini (Razali & Mat Nawi, 2014).

## Tabel 3 Spesifikasi Motor Power Window
Type Of Specification Value Of Specification Voltage 12V Unload Current 3A Rated Current 10A Unload Speed 90rpm Load Current 4.5A Rated Speed 60 +/- 10rpm Rated Torque 3Nm
Load Torque 7Nm Speed Ratio 65: 1
Motor  DC  digerakkan  dengan  kendali  dari  arduino  melalui  motor  driver.    Daya penekan  dipantau  dengan  memamfaatkan  sensor  Arus  yang  dipasang  pada  jalur motor DC.

## Metode Penelitian
Untuk  menyelesaikan  rancang  bangun  mesin  maka  dilakukan  tahapan-tahapan yang  sistematis  dan  terukur  yang  dimulai  dengan  mengidentifikasi  kebutuhan  seperti material dan biaya. Selanjutnya dilakukan desain dan pembuatan gambar kerja termasuk merancang  sistim  penggerak  dan  pengontrolan  mesin.  Apabila  desain  sudah  sesuai maka diteruskan ke proses manufaktur dan selanjutnya melakukan perakitan dan ujicoba mesin.  Ujicoba  mesin  dimaksudkan  untuk  mendapatkan  data  dari  kekurangan  yang terjadi, data tersebut dijadikan bahan untuk mengoptilakan mesin.
Urutan proses pembuatan mesin secara rinci dapat dilihat pada diagram berikut ini (gambar 5).

## Gambar 5 Diagram Proses Rancang Bangun Mesin

## Desain Diagram Sistim Kendali
Adapun  desain  diagram  sistim  kendali  yang  diterapkan  pada  mesin  dapat  dilihat pada bagan dibahwah ini (gambar 6).

## Gambar 6 Desain Diagram Sistim Kendali
Prinsif kerja dari diagram kendali adalah saat tombol On ditekan maka perintah dari Arduino akan diteruskan ke Motor driver untuk menggerakan dua motor dc, motor dc  akan  berputar  menggerakan  poros  ulir  sehingga  tuas  peneken  bergerak  maju  untuk mengepress  sampah.  Tekanan  pengepress  akan  diukur  dari  daya  yang  diberikan  oleh motor  yang  dipantau  melalaui  sensor  arus,  apabila  daya  mencapai  batas  maksimum maka relay akan memutus arus untuk menghentikan proses.
Perakitan mesin dilakukan setelah proses manufaktur dan instalasi sistim kendali dilakukan,  kemudian  melakukan  ujicoba  mesin  untuk  melihat  proses  mekanis  yang terjadi apakah sudah sesuai dengan rancangan yang dikehendaki. Apabila hasil ujicoba belum  sesuai  rancangan  maka  proses  perbaikan  dan  perakitan  ulang  dilakukan  sampai mesin yang dihasilkan dapat bekerja sesuai yang direncanakan.

## Hasil dan Pembahasan
Hasil  dari  rancang  bangun  yang  dilakukan  terdiri  dari  hasil  rancangan  dalam bentuk gambar dan hasil pembuatan mesin dalam bentuk produk. Perancangan dimulai dengan menggambar rangkah mesin, rangkah mesin adalah bagian yang paling penting kerena sebagai dudukan untuk bagian mesin yang lain. Hasil gambar dari rangka dapat dilihat pada gambar 7 dibawah  ini.

## Gambar 7 Rangka Mesin Press Kemasan Botol
Ukuran luar rangka adalah merupakan dimensi total mesin yaitu 99 cm x 47cm x 47cm.  Pada  gambar  Rangka  juga  terdapat  rangka  untuk  ruang  pengepresan  dengan dengan ukuran 50cm x 40cm x 40cm.
Hasil  rancangan  akhir  dalam  bentuk  gambar  3  dimensi  dapat  dilihat  pada
gambar 8 dibawah ini

## Gambar 8 Gambar Hasil Desian Mesin
Pada mesin yang didesain terdapat 6 (enam) bagian utama yang saling melengkapi agar mesin dapat di jalankan yaitu (1) sistem penekan dengan penggerak ulir bergerak maju- mundur  untuk  menggerakan  tuas  pendorong  sampah.  (2)  panel  kendali  yang  berisi rangkaian perangkat kendali arduino, motor driver, sensor arus, relay dan push button. (3) plat pintu atas sebagai penutup saat mesin dijalankan agar sampah yang ada didalam ruang press tidak keluar. (4) plat pintu depan sebagai penutup. (5) plat penutup samping kiri.  (6)  plat  penutup  atas.  Untuk  memastikan  mesin  berfungsi  dengan  baik  maka dilakukan  pengujian  untuk  mendapatkan  data  terkait  dengan  efesiensi  pengepresan sampah  botol  plastik.  Hasil  dari  porses  manufaktur  dapat  dijelaskan  seperti  table  4 berikut ini:
Tabel 4 Hasil Proses Manufaktur No Gambar Keterangan 1 Pengelasan rangka sebagai dudukan utama mesin untuk pengepresan sampah 2 Pemasangan Motor pengerak dan penekan (press) harus tegak lurus untuk membeikan gaya maksimal saat proses penekanan  bekerja 3 Pemasangan penekan/press harus terpasang dengan kuat agar saat bekerja tidak mengalai getaran atau potensi terlepas akibat beban yang besar
4 Pemasangan pintu/penutup mesin dipasang agar sampah yang ada didalam mesin tidak keluar saat mesin dijalanan 5 Pemasangan pelindung /guard harus dipasang pada motor untuk menghindari kerusakan dan juga sebagai pengaman 6 Setelah mesin dirakit dilakukan intalasi kelistrikan dan pemasangan sistim kendali
Setelah  proses  perakitan  selesai  selanjutnya  mesin  di  tes  untuk  melihat  kenerja dari  bagian-bagian  mesin.  Bagian  mesin  yang  paling  penting  untuk  diamati  adalah kemampuan dalam melakukan pengepresan. Gambar 9 dibawah memperlihatkan posisi sampah sebelum dan sesudah dilakukan pengepresan.

## Gambar 9 Posisi Sampah Dalam Ruang Pengepresan
Dalam ujicoba mesin yang dilakukan, mesin dihidupkan dengan menekan tombol On  (push  button)  dalam  posisi  mesin  hidup  ini  kedua  motor  berputar  berlawanan arah dan  mengakibatkan  poros  berulir  ikut  berputar  dan  menggerakan  tuas  penekan, pergerakan  tuas  penekan  menyebabkan  volume  ruang  press  menjadi  mengecil  yang menyebabkan  sampah  didalam  menjadi  tertekan  (pressing).  Dari  pengujian  yang dilakukan  dengan  memasukan  sampah  plastik  kedalam  ruang  pengepresan  dalam kondisi  penuh  yakni  pada  volume  50cm x  40cm  x  40cm  setelah  mesin  dijalankan  dan melakukan  pengepresesan  didapatkan  perubahan  volume  ruang  volume  pengepresan menjadi 22cm x 40cm x 40cm dengan demikian terjadi pengepresan sebesar 56 %.

## Kesimpulan
Dari  proses  perencanaan  awal  hingga  diperoleh  hasil  rancangan  dan  produk berupa  mesin  pengepress  sampah  yang  dilakukan,  maka  penulis  menarik  kesimpulan rancangan  bangun  mesin  pengepress  yang  dihasilkan  dapat  di  gunakan  untuk memperkecil volume sampah botol plastik sampai 56% yakni dari volume awal 50cm x 40cm x 40cm menjadi 22cm x 40cm x 40cm
Sistem  kendali  dengan  perangkat  arduino  dan  motor  penggerak  tuas  penekan dapat bekerja dengan baik menggunakan sumber tenaga arus dc 12V.

## BIBLIOGRAFI
Arifin,  Jainal,  &  Ihsan,  Sobar.  (2018).  Analisa  Dan  Perancangan  Limbah  Plastik Sampah Polyethylene Terephthalate Untuk Menghasilkan Bahan Bakar Alternatif. Eeict  (Electric,  Electronic,  Instrumentation,  Control,  Telecommunication) , 1 (1). Google Scholar
Indah,  Nur,  &  Baehaqi,  Mus.  (2017).  Desain  Dan  Perancangan  Alat  Pengepres  Geram Sampah Mesin Perkakas. Jurnal Teknik Mesin Mercu Buana , 6 (1), 13–20. Google Scholar
Indriyanto,  Rudy  Febri,  Kabib,  Masruki,  &  Winarso,  Rochmad.  (2018).  Rancang Bangun Sistem Pengepresan Dengan Penggerak Pneumatik Pada Mesin Press Dan Potong  Untuk  Pembuatan  Kantong  Plastik  Ukuran  400  X  550  Mm. Simetris: Jurnal  Teknik  Mesin,  Elektro  Dan  Ilmu  Komputer , 9 (2),  1053–1060. Google Scholar
Isfarizky, Zubaili, Fardian, Fardian, & Mufti, Alfatirta. (2017). Rancang Bangun Sistem Kontrol  Pemakaian  Listrik  Secara  Multi  Channel  Berbasis  Arduino  (Studi  Kasus Kantor  Lbh  Banda  Aceh). Jurnal  Komputer,  Informasi  Teknologi,  Dan  Elektro ,
2 (2). Google Scholar
Kamali,  Siti  Raudhatul,  Sumarlan,  Iwan,  &  Fahrurazi,  Fahrurazi.  (2017).  Pengolahan Sampah  Plastik  Metode  Cracking  Di  Kelurahan  Kelayu  Jorong  Lombok  Timur. Jurnal Pijar Mipa , 12 (2), 116–119. Google Scholar
Lubis,  Zulkarnain,  Saputra,  Lungguk  Adi,  Winata,  Haikal  Nando,  Annisa,  Selly, Muhazzir,  Abdullah,  &  Wahyuni,  Mery  Sri.  (2019).  Kontrol  Mesin  Air  Otomatis Berbasis  Arduino  Dengan  Smartphone. Buletin  Utama  Teknik , 14 (3),  155–159.
Google Scholar
Sanyoto,  Budi  Luwar,  Anzip,  Arino,  Suhariyanto,  Suhariyanto,  Hadi,  Syamsul,  & Surono, Agus. (2019). Penerapan Alur Pada Penahan Mesin Pres Kaleng Minuman 330 Ml Untuk Meminimalisasi Besarnya Gaya Dan Daya Pengepresan. Prosiding Seniati , 293–300. Google Scholar
Copyright holder: Abdul Tahir, Musakirawati (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: