## Rancang Bangun Prototipe Sistem Kontrol UV Conveyor dan Monitoring Kadar Air Cacahan Plastik Berbasis Mikrokontroler
Author: Ramadhan Aditiya Supiyadi 1 Purwidi Asri 2
Anggara Trisna Nugraha 3

## Afiliation:
Marine Electrical
Engineering,
Shipbuilding Institute of Polytechnic
Surabaya, Surabaya
Corresponding email purwidiasri@ppns.ac.id ramadhansupiyadi@stu dent.ppns.ac.ic anggaranugraha@ppns. ac.id
Histori Naskah: Submit: 2023-05-23
Accepted: 2023-05-23 Published: 2023-05-31 This is an Creative Commons
License This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## Abstrak :
Sampah  plastik  merupakan  salah  satu  masalah  lingkungan  yang  dapat menjadikan  dampak  negatif  bagi  masyarakat  khusunya  masyarakat Indonesia.  Sampah  plastik  di  Indonesian  menyentuh  angka  64  juta  ton, dimana  10%  sampah  plastik  tersebut  terbuang  ke  laut  dan  menyebabkan gangguan  pada  ekosistem  laut.  Solusi  penanggulangan  sampah  plastik  di Indonesia  sudah  mulai  dikembangkan  diantara  lain  adalah  daur  ulang sampah  plastik  menjadi  barang  siap  pakai.  Industri  sampah  plastik  di Indonesia  saat  ini  dapat  mengelola  sampah  plastik  hingga  5  juta  ton pertahunnya  angka  yang  sangat  kecil  dibandingkan  sampah  plastik  yang dihasilkan.  Permasalahan  utama  yang  pada  industri  daur  ulang  sampah plastik adalah proses pengeringan cacahan plastik pasca cuci. Pengeringan pada  beberapa  industri  daur  ulang  masih  menggunakan  metode konvensional  yaitu  melalui  sinar  matahari,  yang  mana  akan  menambah waktu  produksi  dan  biaya  produksi  akan  meningkat.  Pemanasan menggunakan  konveyor  berjalan  merupakan  upaya  dan  fokus  untuk mempercepat  pengurangan  kadar  air  pada  cacahan  plastik  pasca  cuci. Penggunaan heater batang akan memberikan radiasi panas seperti pada oven listrik.  Pemanasan  yang  dibutuhkan  pada  setiap  produksi  cacahan  plastik berbeda-beda  tergantung  kadar  air  yang  teridentifikasi.  Laju  pengeringan merupakan  pedoman  utama  dalam  proses  pengeringan  cacahan  plastik menggunakan metode konveyor berjalan. Kebutuhan monitoring kadar air cacahan plastik sebelum dan sesudah proses pengeringan akan ditampilkan pada  layar  nextion  2.4”.  Kontrol  heater  dan  motor  penggerak  konveyor menggunakan  potensiometer  secara  manual  agar  mudah  untuk  dilakukan perubahan oleh operator yang bertugas.
Kata kunci : Heater, Kadar Air, Kontrol, Nextion, Sampah Plastik

## Pendahuluan
Sampah plastik merupakan salah satu permasalahan yang dialami oleh berbagai  negara. di dunia karena sifatnya  yang  sulit  diurai, namun  keberadaannya  semakin  meningkat  setiap  tahun.(Hakim  2019) Jumlah sampah plastik yang dibuang kelaut oleh Indonesia jumlahnya mendekati 200 juta ton. Jumlah ini berada di  bawah  Tiongkok  yang  menghasilkan  sampah  plastik  mencapai  262,9  juta  ton.  Pada  saat  yang  sama, kebutuhan akan plastik di Indonesia baru terpenuhi sekitar 64% dari total 5 juta tonplastik. Sampah plastik yang dibuang kelaut, seharusnya dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Sampah plastik yang  telah  ada,  perlu  diolah  agar  dapat  dimanfaatkan  kembali  sebagai  plastik  produksi.(Anggraeni  and
Latief  2018)  Daur  ulang  sampah  plastik  merupakan  terobosan  ide  untuk  mengurangi  sampah  plastik  di Indonesia.  Proses  daur  ulang  sampah  plastik  mencakup  beberapa  proses  yaitu  pemilahan,  penggilingan, pencucian, pengeringan, peleburan, dan yang terakhir adalah cetak menjadi plastik siap pakai.(Jeklin 2016)
Proses pengeringan cacahan plastik adalah masalah utama bagi beberapa industri daur ulang plastik. Kadar air pada cacahan plastik harus berkurang sebanyak 95% dari total kadar air yang ada pada cacahan plastik, jika kadar air yang berkurang belum menyentuh angka 95% maka proses pelet plastik sangat bahaya untuk dilakukan. Air yang masih menempel terhadap cacahan plastik akan dipanaskan dengan suhu 300°C yang akan menimbulkan uap bertekanan tinggi yang bisa membahayakan operator. Oleh karena itu, pengeringan cacahan plastik pasca pencucian harus dilakukan secara maksimal dan dapat dipastikan bahwa kadar air yang  ada  pada  cacahan  plastik  tersebut  mendekati  angka  95%.(Darni,  Utami,  and  Sulistyanti  2020) Perancangan  dan  pembuatan  prototipe  alat  pengering  cacahan  plastik  sederhana.  Cacahan  plastik dihembuskan  udara  panas  dalam  keadaan  terapung.  Pengembangan  yang  dilakukan  adalah  memberikan kontrol  pada  heater  dan  monitoring  kelembapan  pada  cacahan  plastik.  Penggunaan  kontrol  tersebut bertujuan untuk memudahkan operator dalam mengoperasikan band heater dan membaca presentase kadar air pada cacahan plastik.(Nurprasetio et al. 2017)
Penggunaan konveyor berjalan akan lebih efisien dan terukur dalam proses pengeringan cacahan plastik dikarenakan laju pengeringan dapat terkontrol secara manual oleh operator yang mengoperasikan mesin tersebut.  (Purwadi  and  Kusbandono  2016)  pemanasan  yang  ditimbulkan  oleh  heater  batang  akan mengirimkan panas secara maksimal untuk  mengurangi kadar air yang  menempel pada cacahan plastik. Penggunaan motor konveyor dengan torsi yang cukup tinggi dapat menampung beban basah cacahan plastik yang cukup berat.

## Studi Literatur
Pada jurnal dengan judul “ Perancangan dan Pembuatan Prototipe Alat Pengering Cacahan Plastik Daur Ulang “ yang disusun oleh Ignatius Pulung Nurprasetio, Samuel Rahardian, Bentang Arief Budiman, Pandji Prawisudha menjelaskan mengenai mekanisme alat pengering plastik, dan menentukan kapasitas kekuatan blower. (Nurprasetio, 2017)
Pada jurnal dengan judul “Perancangan Modifikasi Heater dan  Sistem  Kontrol Water  Bath Kapasitas  9 Liter” yang disusun oleh Indra Saputra, Mustangin menjelaskan tentang modifikasi sistem pemanasan dan kontrol pada water bath alat yang digunakan untuk inkubasi mikrobiologi.(Mustangin and Saputra 2018)
Pada jurnal dengan judul “Rancang Bangun Mesin Pemanas Akrilik Skala Industri Kecil Ketebalan Hingga 10 mm “ yang disusun oleh Noviyanti Nugraha, M. Khenbakti, Rakha Pratama, Teguh Siswanto, dan M.F.S. Muraz  menjelaskan  tentang  kinerja  pemanas  batang  pada  proses  pengeringan  akrilik  dengan  kapasitas masing-masing pemanas adalah 300 watt proses ini disebut bending. (Reza Satria Rinaldi and Ika Novia Anggraini 2021)

## Metode Penelitian
Metode  penelitian  menguraikan  mengenai  pendekatan  yang  digunakan  dalam  pemecahan  masalah. Pendekatan  yang  digunakan  dalam  pemecahan  masalah  adalah  perancangan  sebuah  perangkat.  Lebih jelasnya diuraikan mengenai alur penelitian yang akan dilakukan mulai dari identifikasi masalah sampai dengan penyusunan laporan.
Permasalahan pada tugas  akhir  ini  diawali pada  kegiatan  OJT  di  PT. Wahyu Jaya  Sakti  Plastic  Recycle yaitu  proses  pengeringan  cacahan  plastik  yang  kurang  maksimal  dengan  menggunakan  mesin  putar berbentuk tabung. Pembuatan konveyor sebagai penyempurna proses pengeringan mengacu pada proses pengeringan material berbentuk sejenis cacahan plastik. Fokus utama penulis adalah menciptakan sebuah kontrol  sederhana  pada  konveyor  agar  mudah  dioperasikan  dan  dipelajari  oleh  operator  yang mengoperasikannya. Kontrol pada konveyor pengering plastik ini berupa kontrol motor konveyor sebagai mesin  utama  agar  konveyor  bisa  berputar,  kemudian  kontrol  pada uv  heater pada  tugas  akhir  ini diproyeksikan  dengan  heater  batang  pengaturan  suhu  secara  manual  akan  lebih  menjamin  proses pengeringan  dikarenakan  kadar  air  setiap  sekali  produksi  biji  plastik  berbeda-beda.  Perhitungan  yang digunakan pada prototipe ini antara lain :
Perhitungan laju pengeringan cacahan plastik :
𝑚𝑑 = 𝑊𝑜 − 𝑊𝑓

## 𝑡
Keterangan: md = laju pengeringan dalam (Kg/jam) W0 = berat material sebelum dikeringkan (Kg)
Wf = berat material sesudah dikeringkan (Kg)
t = waktu yang dibutuhkan selama proses pengeringan (dt)
Mulai Identifikasi Masalah Studi Literatur Perancangan Sistem Perencanaan Perangkat Keras dan Lunak Uji Coba Sistem Uji Coba Berhasil ? Analisa Sistem Selesai Analisa Kegagalan Ya Tidak

## Perhitungan presentase eror pada sensor
𝑒𝑟𝑜𝑟 = 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑢𝑘𝑢𝑟 − 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑐𝑎𝑎𝑛 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑎𝑙𝑎𝑡 𝑢𝑘𝑢𝑟 × 100%

## Hasil
Setiap  sensor  telah  dilakukan  pengujian  dan  perbandingan  dengan  alat  ukur  konvensional  yang  sering digunakan di laboratorium hasil perbandingan pembacaan setiap sensor dan alat ukur disajikan pada tabel dibawah ini:
Tabel 1 Hasil Pengukuran Sensor YL 69 pada kontainer 1
No. Hasil ( % ) Selisih Error Grain Moisture AR991 Sensor Yl 69 1 38.3 37 1.3 3.39% 2 39.5 39 0.5 1.27% 3 29.8 28 1.8 6.04% 4 28.0 28 0.0 0.00% 5 33.0 33 0.0 0.00% 6 46.5 46 0.5 1.08% 7 52.4 50 2.4 4.58% 8 58.9 58 0.9 1.53% 9 44.4 43 1.4 3.15% 10 45.5 45 0.5 1.10% Rata-rata eror 2.21%
Pengukuran diatas dilakukan pada cacahan plastik pasca sentris dengan 10 hasil sentris atau pengeringan pada mesin sentrifugal yang berbeda dalam hari produksi. Jenis cacahan plastik yang diuji adalah plastik polypropylene.
Tabel 2 Hasil Pengukuran sensor YL 69 pada kontainer 2
No.
Hasil ( % )
Selisih Error Grain Moisture AR991 Sensor Yl 69 1 10.4 10 0.4 3.85% 2 9.6 9 0.6 6.25% 3 8.4 8 0.4 4.76% 4 11.0 11 0.0 0.00% 5 15.0 15 0.0 0.00% 6 11.2 11 0.2 1.79% 7 10.8 10 0.8 7.41% 8 9.6 9 0.6 6.25% 9 10.7 10 0.7 6.54%
10 12.3 12 0.3 2.44% Rata-rata eror 3.93%
Pengukuran  diatas  dilakukan  pada cacahan plastik  setelah  melalui  proses  pengeringan  menggunakan  uv konveyor dengan kecepatan dan suhu konveyor yang berbeda-beda. Kedua data pengukuran diatas dapat dijadikan nilai untuk mengetahui laju pengeringan yang terjadi setiap percobaannya.
Tabel 3 Hasil Pengukuran Sensor Suhu DS18B20
No. Hasil ( °C ) Selisih Error Thermogun Sensor DS18B20 1 135.0 135 0.0 0.00% 2 140.0 140 0.0 0.00% 3 90.0 90 0.0 0.00% 4 87.0 87 0.0 0.00% 5 91.0 90 1.0 1.10% 6 95.0 92 3.0 3.16% 7 89.0 87 2.0 2.25% 8 99.0 99 0.0 0.00% 9 100.0 99 1.0 1.00% 10 100.0 99 1.0 1.00% Rata-rata eror 0.85%
Pengukuran diatas dilakukan pada heater batang yang diset secara acak menggunakan potensiometer.
Tabel 4 Pengukuran Sensor Kecepatan No. Hasil ( Rpm ) Selisih Error Tachometer  Optocoupler 1 0 0 0 0% 2 15 14 1 7% 3 30 30 0 0% 4 40 40 0 0% 5 65 65 0 0% 6 70 68 2 3% 7 100 99 1 1% 8 140 139 1 1% 9 160 160 0 0% 10 250 250 0 0% Rata-rata eror 1%
Pengukuran diatas dilakukan dengan set point pada motor konveyor secara acak.
No. Kecepatan Konveyor Kadar Air Kontainer 1 Kadar Air kontainer 2 Suhu Heater Waktu Pengeringan (s) Laju Pengeringan 1 50 37 10 80 0.42 1.2 2 60 39 9 80 0.50 0.9 3 70 28 8 76 0.58 0.7 4 80 28 11 76 0.67 0.8 5 90 33 15 82 0.75 1.0 6 100 46 11 87 0.83 0.7 7 120 50 10 90 1.00 0.5 8 140 58 9 110 1.17 0.4 9 160 43 10 89 1.33 0.4 10 200 45 12 87 1.67 0.4
Pengujian  diatas  daimbil  sebuah sample rata  5kg  cacahan  plastik  pasca  sentris  dengan  kadar  air  yang berbeda-beda  dan  hasil  pemanasan  yang  berbeda.  Laju  pengeringan  cacahan  plastik  didapatkan  dengan hasil tersebut.

## Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian masing-masing sensor diperoleh hasil rata-rata eror yaitu sensor yl 69 pada kontainer  1  sebesar  2,21%,  kemudian  sensor  yl  69  pada  kontainer  2  sebesar  3,93%,  rata-rata  eror  pada sensor suhu sebesar 0,85%, dan rata-rata terakhir pada sensor optocoupler adalah sebesar 1%. Eror pada pengujian ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, faktor kelembapan pada ruangan cacahan plastik sebelum dan sesudah melalui pemanasan, faktor suhu lingkungan sekitar yang dapat mempengaruhi suhu heater naik maupun turun, faktor eror pada optocoupler disebabkan pada kecepatan as konveyor yang berbanding rasio 1  :  2,5  dengan  menggunakan gearbox. Faktor  slip  pada  perputaran  poros  motor  dan  as  juga  dapat menyebabkan pembacaan sensor mengalami delay yang cukup.
Jadi  penelitian  ini  akan  mengurangi  kadar  air  pada  cacahan  plastik  yang  masih  tinggi,  sehingga  proses peleburan atau pembentukan cacahan plastik menjadi biji plastik akan lebih efisien.

## Kesimpulan
Pembuatan  prototipe  ini  diawali  dengan  permasalahan  pada  salah  satu  industri  manufaktur  daur  ulang plastik.  Proses  pengeringan  cacahan  plastik  pasca  cuci  yang  kurang  maksimal  menyebabkan  proses produksi terhambat dan memakan cost produksi yang cukup tinggi. Oleh karena itu, penulis merencanakan sebuah  alat  uv  konveyor  sederhana  dengan  kontrol  kecepatan  konveyor  dan  suhu.  Monitoring  kadar  air pada  cacahan  plastik  juga  berfungsi  sebagai  pendataan  bagi  perusahaan  OJT  tingkat  penyusutan  bahan baku.
Proses pembuatan prototipe diawali dengan, pembuatan desain, perancangan, perakitan, uji coba, integrasi seluruh sistem.

## Referensi
Anggraeni, Nuha Desi, and Alfan Ekajati Latief. 2018. “Rancang Bangun Mesin Pencacah Plastik Tipe Gunting.” Jurnal Rekayasa Hijau 2(2):185–90. doi: 10.26760/jrh.v2i2.2397.
Ruddianto, Ruddianto, et al. "The Experiment Practical Design of Marine Auxiliary Engine Monitoring and Control  System."  Indonesian  Journal  of  Electronics,  Electromedical  Engineering,  and  Medical Informatics 3.4 (2021): 148-155.
Darni, Yuli, Herti Utami, and Sri Ratna Sulistyanti. 2020. “PENERAPAN ALAT PENGERING UNTUK PENINGKATAN EFISIENSI.” 4(3).
Angga, Anggara Trisna Nugraha, Muhammad Jafar Shiddiq, and Moch Fadhil Ramadhan. "Use Ordinary Expressions to Learn How to Extract Code Feedback From the Software Program Upkeep Process." International Journal of Advances in Data and Information Systems 2.2 (2021): 105-113.
Hakim, M. Z. 2019. “Pengelolaan Dan Pengendalian Sampah Plastik Berwawasan Lingkungan.” Amanna Gappa 27(2):111–21.
Angga,  Anggara  Trisna  Nugraha,  et  al.  "Solutions  For  Growing  the  Power  Factor  Prevent  A  Reactive Electricity Tariff And Decrease Warmth On Installation With Bank Capacitors." Applied Technology and Computing Science Journal 4.1 (2021): 35-46.
Jeklin,  Andrew.  2016.  “ARTIKEL  RANCANG  BANGUN  ALAT  PENCUCI  DAN  PENGERING CACAHAN BOTOL PLASTIK KAPASITAS 5 KG.” Pp. 1–23 in.
Nugraha, Anggara Trisna, and Dadang Priyambodo. "Prototype Design of Carbon Monoxide Box Separator as a Form of Ar-Rum Verse 41 and To Support Sustainable Development Goals Number 13 (Climate Action)." Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics 3.2 (2021): 99-105.
Mustangin,  and  Indra  Saputra.  2018.  “Perancangan Modifikasi  Heater  Dan  Sistem  Kontrol  Water  Bath Kapasitas 9 Liter.” Prosiding Seminar Rekayasa Teknologi 235–45.
Utomo,  Agung  Prasetyo,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Speed  Adjustment  on  Variable  Frequency Induction Motor Using PLC for Automatic Polishing Machine." Indonesian Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics 3.2 (2021): 70-75.
Nurprasetio, Ignatius Pulung, Samuel Rahardian, Bentang Arief Budiman, and Pandji Prawisudha. 2017. “Perancangan  Dan  Pembuatan  Prototype  Alat  Pengering  Cacahan  Plastik  Daur  Ulang.” Mesin 26(2):66–79. doi: 10.5614/mesin.2017.26.2.2.
Putra,  Muhammad  Dwi  Hari,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "RANCANG  BANGUN  BATTERY CHARGER  DENGAN  SISTEM  CONSTANT  VOLTAGE  BERBASIS  KONTROL  PI."  Seminar MASTER PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
Purwadi, P. K., and Wibowo Kusbandono. 2016. “Peningkatan Waktu Pengeringan Dan Laju Pengeringan Pada Mesin Pengering Pakaian Energi Listrik.” Jurnal Rekayasa Teknologi Industri Dan Informasi 1–8.
Febrianto,  Roby,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "PERANCANGAN  BATTERY  CHARGER
https://doi.org/10.47709/elektriese.v13i01.2349
MENGGUNAKAN  ENERGI  PENGGERAK  MIKRO  HIDRO  BERBASIS  ARDUINO  UNO." Seminar MASTER PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
Reza Satria Rinaldi, and Ika Novia Anggraini. 2021. “Perancangan Sistem Disinfektan UV-C Sterilisasi Paket  Sebagai  Pencegahan  Penyebaran  Covid-19.” Jurnal  Nasional  Teknik  Elektro  Dan  Teknologi Informasi 10(1). doi: 10.22146/jnteti.v10i1.888.
Zaibah,  Siti,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "PEMBANGKIT  ENERGI  LISTRIK  PICO  HYDRO TERAPUNG  MENGGUNAKAN  UNDERWATER  TURBINE  UNTUK  MENDUKUNG PEMENUHAN  RASIO  ELEKTRIFIKAS  DAN  ENERGI  LISTRIK  DI  DAERAH  3T."  Seminar MASTER PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.