## Rancang Bangun Prototipe Sistem Kontrol Suhu dan Ketinggian Air pada Mesin Extruder
Author: Hafizh Ahmad Dzul. A.Y 1 , Urip Mujdiono 2 , Anggara Trisna Nugraha 3
Afiliation: Shipbuilding Institute Of Polytechnic Surabaya 1,2,3,
Corresponding email hafizhyahya@student.ppns.ac.id Urip@ppns.ac.id anggaranugraha@ppns.ac.id
Histori Naskah: Submit: 2022-11-16
Accepted: 2022-11-16 Published: 2022-11-18
This is an Creative Commons License This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## Abstrak :
Pada  penelitian  ini,  akan  dibuat  prototipe  sistem  kontrol  suhu  yang  akan mendinginkan  air  menggunakan  thermoelectrik cooler sebagai  alternatif pendingin  yang  menggunakan  freon  dan  ukuran  yang  relative  besar.  Pada penelitian  ini  selain  menggunakan  thermoelectrik cooler sebagai  bahan utama pendingin tetapi juga menggunakan kipas untuk membuang kalor dari thermoelectrik cooler tersebut sehingga suhu dingin yang dihasilkan menjadi lebih  maksimal.  Selain itu,  Arduino juga  digunakan sebagai  kontrol  utama alat ini dan mengatur relay yang mana jika alat tersebut telah mencapai suhu yang diinginkan akan otomatis mati agar menghemat energi, menampilkan suhu yang terbaca oleh sensor suhu pada LCD. Kegiatan penelitian diawali dengan proses berpikir ilmiah untuk mendapatkan gambaran tentang masalah penelitian yang akan dilakukan. Selama proses berpikir, kegiatan identifikasi masalah  dilakukan  melalui  wawancara  dan  observasi  lapangan.  Pada penelitian  kali  ini,  terdapat  masalah  yang  terjadi  pada  mesin extruder tali mono yang menyebabkan rusaknya hasil produksi untuk pembuatan tali dan dan jaring. Rusaknya hasil produksi terletak pada proses pengkondisian suhu yang terdapat pada wadah bak air dingin yang suhunya juga panas akibat dari benang senar yang  melewati tahap sebelumnya, hal ini menyebabkan hasil benang  senar  mudah  putus  dan  menumpuk  pada  bak  air  dingin  saat  mesin beroperasi  lama.  Untuk  menjaga  kestabilan  suhu  pada    bak  air  mesin extruder, diperlukan sirkulasi air yang tepat tanpa membuang air lama yang telah  panas  dengan  yang  baru,  yaitu  dengan  melewati  sistem  pendinginan pada tangki pendingin yang telah dirancang dengan baik. Dengan menjaga kestabilan  suhu  pada  air,  maka  air  yang  seharusnya  dapat  mencapai  suhu <70◦C  dan  dapat  merusak  hasil  produksi  bahan  dasar  pembuatan  tali  dan jaring ini  dapat distabilkan hingga hampir sama dengan suhu air normal yaitu <27◦C didaerah Surabaya dan sekitarnya.
Kata Kunci: Rancang Bangun; Prototype; Sistem Kontrol; Suhu; Ketinggian Air; Mesin Extruder

## Pendahuluan
Seiring  perkembangan  industri,  yang  sekarang  telah  memasuki  industri  4.0  dimana  perkembangan  akan kebutuhan  manusia  juga  akan  semakin  meningkat.  Salah  satunya  ialah  kebutuhan  industri  terhadap  alat pendingin. Biaya pembuatan dan ukuran dari alat pendingin ini merupakan salah satu permasalahan yang terjadi sekarang. Hal ini menjadi kelemahan alat pendingin yang sekarang, Namun kali ini terdapat solusi tanpa mengurangi fungsi alat tersebut. Freon masih menjadi bahan utama pada system pendingin sekarang. Padahal  Freon  mengandung  bahan  yang  berbahaya  yaitu  CFC  ( Chlorofluorocarbon )  yang  dapat menyebabkan menipisnya lapisan ozon dan menyebabkan efek rumah kaca. Oleh karena itu, belakangan ini banyak sekali yang menjadikan penelitian yang membahas pendinginan thermo electric cooler menjadi
sumber  alternatif  utama  untuk  menjawab  kebutuhan  tersebut  dikarenakan thermoelectric  cooler lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan sistem pendinginan yang ada dipasaran sekarang. Didalam dunia indusri yang memanfaatkan mesin extruder untuk pelebur biji plastik sebagai bahan baku yang akan diolah menjadi tali tampar dan jaring ikan, air sangat dibutuhkan pada proses awal pembuatannya. Tanpa air maka biji plastik yang sudah dilelehkan oleh pemanas ( heater ) akan lengket dan putus, akibatnya biji plastik tidak dapat  diolah  menjadi  tali  tampar  dan  jaring  ikan.  Pada  mesin extruder ,  terdapat  dua  wadah  air  yang mempunyai temperatur suhu yang berbeda, yaitu wadah pertama untuk air panas yang berfungsi agar biji plastik yang telah dilelehkan tidak lengket satu sama lain dan wadah kedua untuk air dingin yang berfungsi agar hasil benang senar tidak putus.

## Studi Literatur
Pada  jurnal  dengan  judul  “Rancang  Bangun  Pendingin  Portable  Menggunakan  Thermoelectric  Cooler” yang disusun oleh M.R. Baskara, 2020. Menjelaskan tentang penggunaaan peltier pada sistem pendingin portable. Pada jurnal dengan judul “Rancang Bangun Sistem Pengendalian Temperature Pada Tangki Air Menggunakan  Arduino”  yang  disusun  oleh  A.K.  Dewi,  2021.  Menjelaskan  tentang  temperatur  yang dikontrol oleh arduino pada sistem tangki pendingin. Pada jurnal dengan judul “Rancang Bangun Sistem Kontrol  Suhu  Dan  Level  Air  Pada  Tanaman  Hidroponik  Berbasis  Mikrokontroller  Nodemcu  Esp8266” yang disusun oleh D. Simanjutak, 2021. Menjelaskan tentang penggunaan mikrokontroller yang digunakan untuk mengontrol suhu air.

## Metode Penelitian
Untuk  mencapai  sistem  yang  dimaksud  dibutuhkan  tahapan  yang  sesuai  dengan  metode pengembangan yang telah ada.

## Gambar  1 Flowchat Penelitian
Kegiatan  penelitian  diawali  dengan  proses  berpikir  ilmiah  untuk  mendapatkan  gambaran  tentang masalah  penelitian  yang  akan  dilakukan.  Selama  proses  berpikir,  kegiatan  identifikasi  masalah dilakukan melalui wawancara dan observasi lapangan. Pada penelitian kali ini, terdapat masalah yang terjadi pada mesin extruder tali mono yang menyebabkan rusaknya hasil produksi untuk pembuatan tali dan dan jaring. Rusaknya hasil produksi terletak pada proses pengkondisian suhu yang terdapat pada wadah bak air dingin yang suhunya juga panas akibat dari benang senar yang melewati tahap
sebelumnya, hal ini menyebabkan hasil benang senar mudah putus dan menumpuk pada bak air dingin saat mesin beroperasi lama. Sehingga dibuatlah penelitian uji sample menggunakan prototipe untuk mengontrol suhu air yang menggunakan sebuah tangki pendingin yang tehubung pada wadah bak air dari mesin.
Pada penelitian ini terdapat dua wadah air yang mempunyai fungsinya masing – masing, yaitu wadah bak air pada mesin extruder dan tangki pendingin air. Sistem  kontrol suhu dan ketinggian air pada mesin extruder mempunyai penjelasan langkah kerja sebagai berikut.
a. Sistem kontrol suhu air pada wadah bak air dingin
Pada saat suhu air pada wadah bak air dingin mencapai suhu yang ditentukan berkisar 45 derajat. Maka sensor suhu pada wadah bak air akan mendeteksi dan mengirimkan sinyal kepada arduino untuk memerintahkan pompa air menyala. Sehingga air akan dipompa dari tangki air pendinginan menuju wadah bak air dingin.
b. Sistem pendinginan pada tangki pendingin
Pada tangki pendingin terdapat 2 buah sensor suhu yang akan mendeteksi suhu air dan 2 buah water level sensor yang akan mendeteksi ketinggian air pada tangki pendinginan. Pada saat air masuk maka sensor akan mendeteksi suhu air, ketika suhu air mencapai batas yang ditentukan  maka  sensor  akan  mengirimkan  sinyal  pada  arduino  untuk  mengaktifkan thermoelektrik kontrol. Sehingga sistem pendinginan akan bekerja ketika suhu air mencapai batas yang ditentukan saja.
c. Sistem ketinggian air
Ketika air dipompa menuju bak air, maka otomatis ketinggian air pada wadah bak air akan bertambah,  maka  sensor  water  level  atau  sensor  ketinggian  air  akan  mendeteksi  dan mengirimkan sinyal kepada arduino untuk memerintahkan selenoid valve terbuka dan motor akan memompa air ke tangki pendinginan.
d. Sistem Heater / Pemanas air
Pada penilitian ini yang memanfaatkan panas dari benang senar dengan suhu panas karena tahap  sebelumnya  dari  mesin extruder ,  maka  sistem heater hanya  berfungsi  sebagai pengganti  dari  obyek  panas  yang  masuk  ke  air  agar  sistem  dapat  bekerja  sebagaimana seharusnya.

## Hasil Pengujian
Pada penelitian kali ini, sensor suhu yang digunakan adalah sensor DS18B20. Pengujian sensor dilakukan pada suhu air normal, suhu air panas pada prototipe bak air, suhu air pada tangki pendingin dan suhu saat terjadi sirkulasi. Pengujian dilakukan menggunakan 2 alat ukur, yaitu menggunakan sensor DS18B20 dan sensor dari thermogun.
Tabel 1. Suhu air normal pada bak air dan tangki pendingin
NO WAKTU THERMOGUN SENSOR DS18B20 (JAM) ◦C ◦C 1 08.00 28,6 29 2 13.00 30,5 31 3 19.00 29 29,5 4 01.00 27,6 28 5 08.00 28,8 29 6 15.00 29,8 30 7 20.00 29,1 29,5 8 02.00 27,5 28 9 15.00 29 29,5 10 03.00 26,7 27 11 13.00 29,7 30 12 19.00 27,8 28

## Pengujian Pemanas
Suhu panas pada air sangat dibutuhkan agar alat dapat bekerja sebagaimana semestinya, yaitu mengontrol temperatur air tetap stabil, sehingga tidak mencapai 45 o C. Pada penelitian kali ini, digunakan heater dengan spesifikasi 12VDC yang akan memanaskan air 7,5 Liter.
Tabel 2. Kemampuan heater dalam memanaskan air
NO WAKTU THERMOGUN SENSOR DS18B20 (MENIT) ◦C ◦C 1 20 44,5 45 2 21 44,7 45 3 19 44,3 45 4 20 44,7 45 5 22 44,7 45 6 21 44,8 45
7 21 44,7 45 8 22 44,5 45 9 22 44,8 45 10 21 44,5 45 11 21 44,7 45 12 21 44,5 45

## Pengujian kestabilan Temperatur air
Pada permasalahan yang terjadi pada mesin extruder pada satu pabrik di daerah Surabaya, suhu air pada bak air dingin bisa mencapai 70 o C, hal ini menyebabkan rusaknya hasil produksi. Maka pada penelitian kali  ini,  akan  diuji  seberapa  stabil  temperatur  air  pada  kedua  wadah  air.  Berikut  adalah  hasil  uji  pada prototipe bak air.

## Tabel 3. Suhu air pada bak air (Terjadi Sirkulasi air)
NO THERMOGUN SENSOR DS18B20 ◦C ◦C 1 31 31,5 2 30,5 31 3 30,5 30,5 4 31,7 32 5 30,3 30,5 6 30,8 31,5 7 31,7 32 8 30,5 31 9 32,7 33 10 31,9 32 11 31,5 32 12 31,2 31,5
Sedangkan suhu air pada tangki pendingin saat terjadi sirkulasi adalah sebagai berikut.

## Tabel 4. Suhu air pada tangki pendingin (Terjadi Sirkulasi)
NO THERMOGUN SENSOR DS18B20 ◦C ◦C 1 33,3 33,5 2 34,5 35 3 33,3 33,5 4 34 34,5 5 32,9 33,5 6 33,4 33,5 7 34,7 35 8 33,5 34 9 34,6 35,5 10 35,3 36 11 32,7 33 12 34 34,5

## Pembahasan
Berdasarkan  hasil  uji  pada  penelitian  kali  ini,  temperatur  air  dapat  terjaga  dengan  baik.  Penelitian  ini memiliki  pembaharuan  dari  penelitian  terdahulu  dan  memanfaatkan  masalah  yang  terjadi  pada  dunia industri pemanfaatan plastik sebagai bahan utamanya. Alasan menggunakan thermoelektrik cooler adalah karena memiliki harga yang lebih terjangkau dan memiliki manfaat yang cukup sebagai pendingin, serta lebih ramah lingkungan.
Penelitian  ini  memiliki  batasan  diantaranya  sistem  heater,  sistem  pada  penggulung  tali,  dan  hanya membahas sistem pendingin pada kerja alat,

## Kesimpulan
Untuk  menjaga  kestabilan  suhu  pada    bak  air  mesin  extruder,  diperlukan  sirkulasi  air  yang  tepat  tanpa membuang air lama yang telah panas dengan yang baru, yaitu dengan melewati sistem pendinginan pada tangki pendingin yang telah dirancang dengan baik. Dengan menjaga kestabilan suhu pada air, maka air yang seharusnya dapat mencapai suhu <70◦C dan dapat merusak hasil produksi bahan dasar pembuatan tali dan jaring ini  dapat distabilkan hingga hampir sama dengan suhu air normal yaitu <27◦C didaerah Surabaya dan sekitarnya.

## Referensi
Febrianto,  Roby,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Perancangan  Battery  Charger  Menggunakan  Energi Penggerak Mikro Hidro Berbasis Arduino Uno." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
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.
Shiddiq,  Muhammad  Jafar,  Moch  Fadhil  Ramadhan,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Perencanaan Pembangkit  Listrik  Energi  Bayu  Kincir  Savonius  Guna  Mewujudkan  Pemanfaatan  Renewable Energy Pada Jembatan Suramadu." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Zakariz,  Naufal  Praska,  Joessianto  Eko  Poetro,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Pengaruh  Variasi  Inlet Notch Terhadap Kecepatan Dan Daya Yang Dapat Terbangkitkan Dari Generator Pada Pembangkit Listrik Tenaga Pikohidro." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Tiwana,  Mayda  Zita  Aliem,  Adianto  Adianto,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Perancangan  Sistem Monitoring Dan Alarm Berbasis Logic Panel Dan Komunikasi Modbus." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Ramadhan,  Moch  Fadhil,  Muhammad  Jafar  Shiddiq,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Perencanaan Pembangkit Listrik Energi Surya Untuk Kebutuhan Listrik Jembatan Suramadu Guna Mewujudkan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Realdo,  Adam  Meredita,  Yuning  Widiarti,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Rancang  Bangun  Sistem Management  Penggunaan  Daya  Listrik  Politeknik  Perkapalan  Negeri  Surabaya."  Seminar  Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Safitri, Lailia Nur, Muhammad Abu Jami'in, And Anggara Trisna Nugraha. "Prototipe (Power Take-Off) Generator  Dengan  Mengatur  Kecepatan  Motor  3  Phase  Untuk  Memenuhi  Kebutuhan  Listrik  Di Kapal." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Ravi,  Alwy  Muhammad,  Hendro  Agus  Widodo,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Pengaruh  Penggunaan Metode Kontrol Pi Pada Kontrol Eksitasi Generator Sinkron." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Nugraha, Anggara Trisna. "Rancang Bangun Charger Controller Pada Pembangkit Listrik Energi Angin Berbasis Arduino Uno." Seminar Master Ppns. Vol. 6. No. 1. 2021.
Realdo, Adam Meredita, Anggara Trisna Nugraha, And Shubhrojit Misra. "Design And Development Of Electricity Use Management System Of Surabaya State Shipping Polytechnic Based On Decision Tree  Algorithm."  Indonesian  Journal  Of  Electronics,  Electromedical  Engineering,  And  Medical Informatics 3.4 (2021): 179-184.
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.
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.
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.
Priyambodo,  Dadang,  And  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Design  And  Build  A  Photovoltaic  And  Vertical Savonious  Turbine  Power  Plant  As  An  Alternative  Power  Supply  To  Help  Save  Energy  In Skyscrapers."  Journal  Of  Electronics,  Electromedical  Engineering,  And  Medical  Informatics  3.1 (2021): 57-63.
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.