## Prototype Mini Crane Pemindah Barang Berbasis Sistem Otomasi
Aldi Alamsyah 1 , Hendi Purnata 2 , Muhammad Yusuf 3 1,2,3 Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Cilacap, Indonesia
1 alamsyahdi85@gmail.com , 2 hendipurnata@pnc.ac.id , 3 yusuf@pnc.ac.id
Abstract —Crane is a tool used to make it easier to move and lift an item. This research aims to create a mini crane system for optimizing the  movement  of  goods  based  on  industrial  automation  that  utilizes  PLC  (programmable  logic  controller)  as  the  controller  and Pneumatik s as the actuator. This system uses a Mitsubishi PLC as the main controller. PLC works based on the input obtained from the selector switch to select a manual or automatic work system. There is a push button as a start and stop button, a limit switch as a limiter for the movement of the X and Y axes of the Rodless Cylinder to move items, proximity sensors to detect the presence of items to be moved and those that have been moved. In the results of this study, the sensor used to detect the type of workpiece material uses an inductive proximity sensor. In one crane process takes a maximum of 15.37 seconds. The maximum weight that a vacuum can suck at a pressure of 3 bar is 650g, at a pressure of 4 bar it is 950g, and at a pressure of 6 bar it is 1059g.
Keywords — Mini Crane, PLC Mitsubishi, Pneumatik , Proximity, Automation industry
Abstrak—Crane  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk  mempermudah  dalam  memindahkan  dan  mengangkat  suatu  barang. Peneltian  ini  bertujuan  untuk  membuat  sistem  mini  crane  untuk  optimalisasi  pemindahan  barang  berbasis  otomasi  industri  yang memanfaatkan PLC (programmable logic controller) sebagai kontroler dan pneumatik sebagai aktuatornya. Sistem ini menggunakan PLC Mitsubishi sebagai pengendali utama. PLC bekerja berdasarkan masukan yang diperoleh dari selector switch untuk memilih sistem kerja manual atau otomatis. Terdapat push button sebagai tombol start dan stop, limit switch sebagai pembatas gerak sumbu X dan Y dari Rodless Cylinder untuk memindahkan barang, proximity sensor untuk mendeteksi keberadaan dari barang yang akan dipindahkan dan yang telah dipindahkan. Pada hasil penelitian ini sensor yang digunakan untuk mendeteksi jenis material benda kerja menggunakan sensor proximity inductive. Dalam satu proses crane membutuhkan waktu maksimal 15,37 detik.  Berat maksimal yang dapat dihisap vacuum pada tekanan 3 bar adalah 650g, pada tekanan 4 bar adalah 950g, dan pada tekanan 6 bar adalah 1059g.
Kata kunci—Mini Crane, PLC Mitsubishi, Pneumatik, Proximity, Otomasi Industri

## I. PENDAHULUAN
Teknologi  otomatisasi  akan  mengembangkan  kualitas  dan kuantitas hasil produksi dengan mempergunakan mesin-mesin di dunia industri saat ini. Pneumatik adalah sebuah cabang ilmu teknik  yang  mempelajari  udara  bertekanan,  baik  gerakan, kondisi, atau pemanfaatannya. Pneumatik memanfaatkan udara bertekanan  dari  kompresor  yang  sebagai  komponen  utama guna  untuk  menjalankan  sistem  pneumatiknya  [1-2]. Overhead  travelling  crane  adalah  perangkat  penting,  banyak digunakan di industri, pabrik baja, galangan kapal, rel kereta api  dll.  Crane  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk mempermudah  dalam  memindahkan  dan  mengangkat  suatu barang. Saat ini penggunaan crane sebagai material handling sangat  penting  maanfaatnya.  Terbukti  dengan  banyaknya jenis–jenis  crane  yang  digunakan  dalam  mengangkat  suatu beban yang berat. Namun pada penggunaannya, sebagian crane tidak  bekerja  secara  otomatis,  harus  menggunakan  operator untuk mengendalikannya [3].
Penelitian  [4]  dibuat  alat  perancangan  dan  implementasi PLC  hot  standby  dan  SCADA  (supervisory  control  and  data acquisition)  pada  miniatur  alat  pemindah  barang,  alat  ini dikendalikan  oleh  PLC  dan  prosesnya  dapat  dilihat menggunakan  SCADA  yang  mana  pengawasan  dapat dilakukan melalui PC tanpa harus kelapangan. Crane pada alat ini  dapat  dikendalikan  melalui  PC  dan  joystick  dengan komunikasi wireless. Didalam PC terdapat software SCADA
Vijeo  Citect  yang  dapat  memonitor  kerja  sistem  dan mengendalikan  sistem  secara  otomatis  dengan  cara menentukan titik koordinat dan level ketinggian barang yang diinginkan.
Penelitian [5] membuat Rancang Bangun Media Praktikum Sistem Pneumatik Berbasis PLC, alat ini menggunakan udara bertekanan  dari  kompresor  dialirkan  ke  manifold  pneumatik dan diteruskan ke katup solenoid 5/2 jalan. Kekurangan pada sistem  pemindahan  barang  yang  masih  manual  belum menggunakan kontroler. Penelitian [6] membuat Perancangan Lengan Robot pneumatik Pemindah Plat Menggunakan PLC. Perancangan  sistem  kontrol  berbasis  PLC  pada  penggunaan cylinder pneumatik sebagai final control element suatu lengan robot. Pada penelitian [7] membuat Sistem Pengepakan Botol Minuman Kemasan Berbasis Programmable Logic Controller, dengan  adanya  perancangan  dan  pembuatan  mesin  yang dimaksud dapat dilihat bagaimana cara merancang perangkat keras maupun perangkat lunak yang baik untuk menciptakan suatu alat pengepakan yang bisa digunakan oleh pabrik-pabrik air minum kemasan yang ada.
Penelitian [8] mengungkapkan bahwa salah satu mengatasi permasalahan  yaitu  dengan  menggunakan  PLC  dan  berbasis SCADA. PLC yang digunakan pada penelitian ini menggunkan PLC  Omron  CJ1M  dan  hanya  dapat  memindahkan  benda sebesar 300 gram.
Jadi  terlihat  dari  beberapa  penelitian  terdapat  kekurangan maupun  kelebihan.  Pada  penelitian  ini  bertujuan  untuk membuat  sistem  mini  crane  untuk  optimalisasi  pemindahan barang  berbasis  otomasi  industri  yang  memanfaatkan  PLC sebagai kontroler dan Pneumatik sebagai aktuatornya.
II. METODE
Metode penelitian yang dilakukan pada pembuatan jurnal ini adalah  melakukan  beberapa  tahap  mulai  dari  studi  literatur, perencanaan hardware, perencanaan software sampai ke proses pembuatan hingga implementasi dari sistem yang telah dibuat.

## Gambar 1. Diagram Blok Sistem
Pada Gambar 1. dijelaskan bahwa sistem menggunakan satu mikrokontroler  yaitu  PLC  Mitsubishi  sebagai  pengendali utama. PLC bekerja berdasarkan masukan yang diperoleh dari selector  switch  untuk  memilih  sistem  kerja  manual  atau otomatis. Terdapat push button sebagai tombol start dan stop , limit  switch sebagai  pembatas  gerak  sumbu  X  dan  Y  dari Rodless  Cylinder untuk  memindahkan  barang, proximity sensor  untuk  mendeteksi  keberadaan  dari  barang  yang  akan dipindahkan dan yang telah dipindahkan.
Gambar  2.  menjelaskan flowchart yaitu  saat  kontroller dinyalakan  dan push  button start ditekan,  akan  melakukan pembacaan apakah ada benda untuk dipindahkan dan apakah terdeteksi  ada  benda  dan  tempat  1  tidak  mendeteksi  adanya benda pada posisi pertama, maka cylinder turun lalu vacuum menghisap benda dan kemudian rodless 1 bergerak sumbu Y sampai menyentuh limit switch 1 cylinder turun dan vacuum melepaskan  benda  pada  posisi  1 delay 5  detik cylinder naik kemudian rodless 1 bergerak kembali ke posisi awal. Ketika tempat 1 mendeteksi adanya benda, lalu tempat 2 mendeteksi tidak ada benda pada posisi 2 maka cylinder turun diposisi awal dan vacuum menghisap benda yang terdeteksi di posisi awal untuk dipindahkan setelah itu rodless 2 bergerak sumbu X ke arah  posisi  2  sampai  menyentuh limit  switch 2  kemudian cylinder turun  vacuum  melepaskan  benda delay 5  detik cylinder naik kembali dan rodless bergerak lagi ke posisi awal. Setelah tempat 1 dan 2 mendeteksi ada benda maka selanjutnya tempat 3 mendeteksi, jika tidak ada benda pada posisi 3 maka cylinder turun pada posisi awal dan vacuum menghisap benda kemudian rodless 2 bergerak sumbu X sampai menyentuh limit switch 2 setelah itu rodles 1 bergerak sumbu Y ke arah posisi 3  sampai  menyentuh limit  switch 1  kemudian cylinder turun dan vacuum melepas benda delay 5 detik lalu silider naik dan rodless kembali  ke  posisi  awal  dan  ketika  ada  pembacaan benda pada posisi awal namun tempat 1, 2, dan 3 telah terisi
semua, cylinder tidak  akan  turun  untuk  memindahkan  benda dan proses selesai.
Gambar 2. Flowchart Sistem
Tujuan dari flowchart sistem ini digunakan sebagai alternatif ketika terjadi error pada sensor pembacaan tempat 1, 2, dan 3 pada  otomatis  sistem.  Maka manual sistem  ini  yang dikendalikan  oleh  operator  dengan  hanya  menekan  tombol start untuk  mengambil  benda  dan  dipindahkan  dengan menekan PB 1 untuk memindahkan ke tempat 1, PB 2 untuk memindahkan ke tempat 2, dan PB 3 untuk memindahkan ke tempat 3. Dan pemindahan ini hanya dilakukan untuk 1 benda dan  tidak  bisa  untuk  melakukan  penumpukan  pada  benda berikutnya.
T ABEL I K ETERANGAN FL OWCHART No Nama Keterangan 1 PB Start Tombol untuk memulai kerja sistem 2 PB 1 Tombol manual tempat 1 3 PB 2 Tombol manual tempat 2 4 PB 3 Tombol manual tempat 3 5 Rodless 1 Bergeser sumbu Y 6 Rodless 2 Bergeser sumbu X 7 LS 1 Limit switch sumbu Y 8 LS 2 Limit switch sumbu X
Gambar  3.  merupakan  diagram  Langkah  proses Mini Crane terjadi ketika Silinder A maju mencapai titik maksimal dengan timer yang  ditentukan,  maka vacuum D  menghisap
Push Button Proximity Sensor Limit Switch Selector Switch PLC Mitsubishi Silinder Double Acting Rodless Lampu Vacumm Generator INPUT KONTROLER OUTPUT Mulai PB Start? Ambil benda PB 1 ditekan? Rodless 1 aktif LS 1 aktif? Letakan benda Tunda 5 dtk Rodless 1 non aktif Selesai PB 2 ditekan? Rodless 2 aktif LS 2 aktif? Letakan benda Tunda 5 dtk Rodless 2 non aktif PB 3 ditekan? Rodless 2 aktif LS 2 aktif? Letakan benda Rodless 1 aktif LS 1 aktif? Tunda 5 dtk Rodless 2 dan 1 non aktif T Y T Y Y T T Y Y T T Y Y T T Y
benda  kerja.  Lalu  silinder  A  mundur  sampai  mencapai  titik minimal, setelah itu rodless B maju mencapai titik maksimal
Gambar 3. Diagram Langkah Sistem
hingga menekan limit switch 1. Lalu Silinder A maju mencapai titik maksimal dengan timer yang ditentukan, maka vacuum D melepas  benda  kerja  kemudian  silinder  A  dan rodless B kembali ke titik minimalnya. Silinder A maju mencapai titik maksimal  dengan timer yang  ditentukan,  maka vacuum D menghisap  benda  kerja.  Lalu  silinder  A  mundur  sampai mencapai titik minimal , setelah itu rodless C maju mencapai titik maksimal hingga menekan limit switch 2 . Lalu Silinder A maju mencapai titik maksimal dengan timer yang ditentukan, maka vacuum D melepas benda kerja kemudian silinder A dan

## Gambar 4 Desain Mekanik
rodless C  kembali  ke  titik  minimalnya.  Silinder  A  maju mencapai titik maksimal dengan timer yang ditentukan, maka vacuum D  menghisap  benda  kerja.  Lalu  silinder  A  mundur sampai  mencapai  titik minimal ,  setelah  itu rodless C  maju mencapai  titik  maksimal  hingga  menekan limit  switch 2 . Kemudian  rodless  B  maju  mencapai  titik  maksimal  hingga menekan limit switch 1. Lalu Silinder A maju mencapai titik maksimal  dengan timer yang  ditentukan,  maka vacuum D melepas  benda  kerja  kemudian  silinder  A, rodless B  dan rodless C kembali ke titik minimalnya dan proses selesai.
Gambar  4.  Merupakan  desain  tampilan  desain  mekanik menggunakan  software  Autocad  2017  terdapat  beberapa bagian  yang  harus  dibuat  untuk  dapat  bekerja  dengan  baik. desain Rancang Bangun Sistem Mini Crane Pemindah Barang Berbasis PLC Pneumatik lengkap dengan ukurannya, kontrol sistem berada di dalam box panel . Terdapat tiga lampu sebagai indikator kerja dari sistem mini crane pemindah barang

## Gambar 5 Perancangan PLC Mitsubishi
Perangkat PLC yang digunakan menggunakan Mitsubishi diprogram  dengan software GX  Works. PLC merupakan perangkat  utama  kontroler  untuk  mengendalikan  atau memerintahkan  seperti sensor  proximity ,  memerintahkan Pneumatik agar cylinder dapar bergerak. Gambar 8. Dibawah ini meruapak perancangan pada software GX Works.

## Gambar 6 Sensor Proximity
Implementasi  sistem  dirancangn  menggunakan  desain mekanik  dan  elektrik,  elektrik  menggunakan proximity dan pushbutton seperti Gambar 6. dan Gambar 7. Sensor proximity menggunakan jenis inductive atau sensor jarak elektronik yang mendeteksi benda logam tanpa menyentuhnya. Pada penelitian ini menggunakan 4 (empat) buah sensor proximity inductive. Gambar  8.  Merupakan  perancangan  rangkaian  pneumatik digunakan untuk gerak komponen-komponen mini crane yang menggunakan  udara.  Komponen  yang  digunakan  untuk mengatur gerak mini crane adalah valve .
A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B+ A+ C+ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A- D+ A+ A- D- B- A+ A- D+ A+ A- D- C- A+ A- D+ C+ B+ A+ A- D- B- C-

## Gambar 7 Perancangan Push Button
Persamaan yang didapatkan untuk mengetahui gaya lagkah maju  pada  persamaan  (1)  dan  mundur  persamaan  (2)  seperti persamaan dibawah ini:
𝐹 = 𝐷 ! × 𝜋 4 × 𝑃 (1) 𝐹 = (𝐷 ! − 𝑑 ! ) × 𝜋 4 × 𝑃 (2)
Dimana: F = Gaya Piston (N) D = Diameter Piston (m) P = Tekanan Kerja (Pa) D = Diameter Piston (m)

## Gambar 8 Perancangan Pneumatik Mini Crane III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengujian Sensor Proximity
Pengujian jarak dilakukan untuk mengetahui berapa jarak pembacaan sensor  proximity yang  dibutuhkan  untuk inisialisasi benda kerja. Untuk memulai kerja alat ini masukan berupa sensor proximity sebagai indikasi untuk alat bekerja. T ABEL II
P ENGUJIAN S ENSOR P ROXIMITY Jarak (mm) Keterangan 2 Aktif 3 Aktif 4 Aktif 5 Non aktif
Tabel II. menunjukan bahwa rentang jarak 2-4 mm benda dapat membaca sedangkan diatas 4 mm atau nilai 5 mm sensor proximity  tidak  dapat  membaca. Range 2-4  mm  alat  dapat bekerja atau memenuhi tahapan-tahapan selanjutnya.
B. Pengujian Tekanan Udara
Pada  gambar  9.  Merupakan  pengujian  tekanan  udara dilakukan untuk mengetahui apakah alat dapat bekerja dengan tekanan  udara  kecil  dan  mampu  untuk  mengangkat  dan memindahkan benda kerja. Hasil dari pengujian terdapat pada tabel 3.
Gambar 9 Pengujian Tekanan Udara T ABEL III

## P ENGUJIAN T EKANAN U DARA
Tekanan (Bar) Benda kerja Rodless 1 Rodless 2 Silinder Vacum Up Down Up Down Up Down 3 Logam √ √ √ √ √ √ √ 4 Logam √ √ √ √ √ √ √ 6 Logam √ √ √ √ √ √ √

## C. Pengujian Pemindahan Barang
Pada pengujian waktu dilakukan untuk mengetahui berapa waktu  dalam  satuan  detik  yang  dibutuhkan  untuk memindahkan  benda  kerja  dari  beberapa  tempat.  Pada pengujian ini dengan menggunakan teknan 3 bar, 4 bar dan 6 bar  untuk  seberapa  pengaruhjnya  hubungan  tekanan  yang diberikan dengan waktu yang didapatkan.
Pada Gambar 10. merupakan pengujian pemindahan barang. Dari  titik  awal  menuju  ke  tempat  membutuhkan  jarak  ang berbeda-beda. Terdapat 3 tempat yang dipindahkan dari titik awal, dengan menggunakan pengujian tekanan sebesar 3 bar, 4 bar  dan  6  bar.  Hasil  menunjukan  bahwa  tempat  ke  3  paling lama  atau  jarak  yang  ditempuh  paling  jauh.  Tempat  2  dan tempat  1  dengan  menggunakan  tekanan  yang  berbeda-beda jarak yang ditempuh memiliki rata-rata yang sama. Gambar 10. menunjukan  bahwa  semakin  besar  tekanan  yang  diberikan maka semakin cepat waktu untuk pemindahan barang. Selain menentukan  waktu  pada  penelitian  ini  juga  menggunakan pengujian berat dengan memanfaatkan daya hisap.

## D. Pengujian Berat pada Tekanan
Pada  pengujian  ini  menggunkana  tekanan  dan  berat  untuk mengetahui  berat  yang  dapat  dibawa  dengan  tekanan  yang
ditentukan. Tekanan yang ditentukan sebesar 3 bar, 4 bar dan 6 bar.  Setelah  penentuan  tekanan,  berat  benda  diberikan bervariatif dari 150g sampai 1050g. Tekanan yang diberikan oleh vacuum akan berpengaruh terhadap berat yang dibawa,
Gambar 10. Pengujian Pemindahan Barang
semakin  tinggi  tekanan  yang  diberikan  maka  semakin  berat daya angkat berat maka semakin besar daya yang dikeluarkan oleh kompresor. Dari pernyataan disini maka kita akan bukti dengan pengujian yang sesuai dengan Gambar 11. yaitu sistem mini crane pembawa benda dengan berat yang bervariasi.

## Gambar11. Mini Crane Membawa Benda
Berdasarkan  hasil  tabel  IV  menunjukan  bahwa  berat maksimal  yang  dapat  dihisap  vacuum  pada  tekanan  3  bar adalah 650g, pada tekanan 4 bar adalah 950g, dan pada tekanan
6  bar  adalah  1050g.  Pada  sistem  ini  batas  maksimal  yaitu dengan seberat 1050g dengan tekanan bar.

## T ABEL IV
P ENGUJIAN B ATAS B ERAT M AKSIMAL Berat (gram)
Keterangan
150 250 450 550 Batas 3 Bar 650 750
850 950 Batas 4 Bar
1050 Batas 6 Bar

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  pembuatan prototype bahwa. Alat yang dibuat sesuai dengan fungsinya. Sensor yang digunakan  untuk  mendeteksi  jenis material benda  kerja menggunakan sensor proximity  inductive . Sensor ini  sangat akurat dalam mendeteksi jenis material benda kerja, sehingga tidak ada error dalam membedakan benda kerja berdasarkan jenis material .  Jarak sensor  proximity  inductive dapat mendeteksi benda kerja dengan jarak kurang dari 4 mm. Hasil menunjukan bahwa tempat ke 3 paling lama atau jarak yang ditempuh  paling  jauh.  Tempat  2  dan  tempat  1  dengan menggunakan tekanan yang berbeda-beda jarak yang ditempuh memiliki  rata-rata  yang  sama,  hal  ini  menunjukan  bahwa semakin  besar  tekanan  yang  diberikan  maka  semakin  cepat waktu untuk pemindahan barang. Berat maksimal yang dapat dihisap vacuum pada tekanan 3 bar adalah 650g, pada tekanan 4 bar adalah 950g, dan pada tekanan 6 bar adalah 1059g.

## REFERENSI
[1] Anhar  Khalid,  H.  R.  (2016).  Rancang  bangun  simulasi sistem  pneumatik  untuk  pemindah. Jurnal  intekna, Volume 16, 1-6 .
[2] Syaprudin,  D.  (2018).  Sortir  Barang  Berdasarkan  Berat dan Tinggi Berbasis PLC dengan Monitoring. Prosiding Seminar Teknik Elektro Volume 3, 1-4.
[3] Ei Ei Cho, Z. M. (2014). Perancangan dan Implementasi Penggunaan  Sistem  Otomasi  Crane  Industri. Jurnal Internasional Teknik Ilmiah dan Riset Teknologi, Vol.03, Edisi.06, 1-9.
[4] Murie  Dwiyaniti,  C.  H.  (2018).  Perancangan  dan Implementasi  PLC  Hot  Standby  dan  Scada  Pada. Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro Volume 3, 1- 7.
[5] Ahyar M, Z. A. (n.d.). Rancang bangun media praktikum sistem pneumatik. Prosiding Seminar Nasional, 1-10.
7.05 5 4.12 7 4.5 4 9 7.55 6 0 2 4 6 8 10 3 Bar 4 bar 6 bar Waktu (Dеtik) Tе ka na n (b ar ) Pеngujian Pеmindahan Barang Tempat 3 Tempat 2 Tempat 1
[6] Ari  Setiawan,  S.  S.  (2004).  Perancangan  lengan  robot pneumatik  pemindah  plat. Labratorium  Teknik  Kontrol Otomatik, 1-6.
[7] Samuel  Yosia  Dimpudus,  D.  E.  (2015).  Sistem Pengepakan  Botol  Minuman  Kemasan  Berbasis
Programmable  Logic  Controller.  E -Journal  Teknik Elektro dan Komputer vol. 4 no. 7, 1-8.
[8] Syufrijal, S. (2017). Aplikasi PLC Pada Crane Berbasis SCADA. AUTOCRACY:  Jurnal  Otomasi,  Kendali,  dan Aplikasi Industri , 4 (02), 122-129.