## RANCANG BANGUN PENGISI MINUMAN BERDASARKAN TINGGI WADAH
Oleh: Sri Kusumastuti
Staf Pengajar Teknik Elektro Politeknik  Negeri Semarang Jl.Prof. H. Sudarto SH, Tembalang, Semarang 50275 E-mail: kuzumastuti@gmail.com

## Abstrak
Kebanyakan industri menggunakan konveyor hanya untuk memproduksi satu jenis produk saja. Pada produksi  minuman  kemasan,    produk  yang  sama  dengan  volume  berbeda  dibutuhkan  konveyor  yang berbeda.  Hal  tersebut  sangat  tidak  efesien  karena  banyak  konveyor  yang  digunakan.  Penelitian  ini merancang  dan  membuat  pengisi  minuman  dengan  dua  varian  volume  berdasarkan  tinggi  wadah menggunakan  Programable  Logic  Controller  (PLC) . Pada  proses  produksi,  wadah  rendah  maupun wadah  tinggi  diangkut  dalam  satu  konveyor.  Pada  proses  pengisian  air  minum,  lama  pengisian berdasarkan  tinggi  wadah. Tinggi  wadah  ditentukan  oleh  dua  sensor  photoelectric(S2dan  S3).    Saat sensor  S2  saja  yang  on,  wadah  yang  terdeteksi  adalah  wadah  rendah  dan  jika  sensor  S2  dan S3  on, wadah  yang  terdeteksi  adalah  wadah  tinggi.  Minuman  dialirkan  ke  wadah  melalui  solenoid  valve  2 dengan  program  timer.  Solenoid  valve  2    hanya  dapat  mengisi  minuman  ke  setiap  wadah  jika  level awal  air  minum  tampungan  berada  pada  ketinggian  S1(sensor  proximity  capasitive).  Dari  hasil pengujian  didapatkan  tingkat  kesalahan  rata-rata  untuk  proses  pengisian  wadah  rendah  0.2  %  dan tingkat kesalahan rata-rata untuk proses pengisian wadah tinggi 0.246 %.
Kata kunci: minuman ,konveyor, PLC

## Abstract
Most  industries  use  conveyors  only  to  produce  one  type  of  product.  In  the  production  of  packaged drinks,  the  same  product  with  different  volume  requires  different  conveyor.  This  is  very  inefficient because  many conveyors are used. This research designs and manufactures beverage fillers with two volume variants based on the height of the container using the Programable Logic Controller (PLC). In  the  production  process,  both  low  and  high  containers  are  transported  in  one  conveyor.  In  the process  of  refilling  drinking  water,  the  length  of  filling  is  based  on  the  height  of  the  container.  The height of the container is determined by two photoelectric sensor (S2 and S3). When only the S2 sensor is  on,  the  detected  container  is  a  low  container  and  if  the  sensor  S2  and  S3  are  on,  the  detected container is a high container. The drink is channeled to the container via solenoid valve 2 with a timer program. Solenoid valve 2 can only fill drinks into each container if the initial level of drinking water storage is at the height of S1 (proximity sensor capacitive). From the test results obtained an average error rate for the low container filling process 0.2% and an average error rate for the high container filling process 0.246%.
Keywords: drink, conveyor, PLC
1. Pendahuluan
Persaingan dalam dunia usaha mendorong produsen untuk selalu memenuhi  kebutuhan  konsumen.  Salah satunya  adalah  membuat  produk  minuman dengan  varian  volume  sesuai  permintaan konsumen. Kebanyakan industri menggunakan  konveyor  hanya  untuk  satu jenis  produk  saja.  Produksi  minuman kemasan  dengan  volume  yang  berbeda dibutuhkan konveyor yang berbeda.
Untuk  meningkatkan efesiensi hal tersebut dibuatlah  sebuah  konveyor  untuk  proses pengisian  minuman  dengan  volume  yang berbeda-beda menyesuaikan ketinggian wadah  menggunakan  PLC  ( Programmable Logic Controller ).

## 2.    Desain Alat

## 2.1  Blok Diagram
Blok  diagram  alat  pengisi  minuman berdasarkan  ketinggian  wadah  dikontrol PLC terlihat pada gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Alat
Alat  pengisi  minuman  sesuai  tinggi  wadah dikontrol  PLC  dirancang  menggunakan input  yang  terdiri  dari push  button  start untuk  menghidupkan  kerja  sistem, push button  stop untuk  menghentikan  kerja sistem,    sensor  1  (sensor proximity capasitive ) sensor untuk menentukan ketinggian  minuman,  dan  sensor  2  dan  3  ( sensor photoelectric )  untuk  mendeteksi ketinggian  wadah.  Peralatan  output  terdiri dari  motor  untuk  menggerakkan  konveyor, solenoid  valve  1  untuk  mengisi  minuman ke  dalam  tampungan  dan  solenoid  valve  2 untuk  mengisi minuman ke dalam wadah.

## 2.2 Deskripsi Kerja
Gambar 2. Rancangan Alat
Kerja  sistem  dimulai  dengan  menekan tombol start sesaat,  jika  sensor  S1  (sensor proximity)  yaitu  sensor  ketinggian  di penampungan  minuman  2  belum  on  maka solenoid valve  1  membuka  untuk  mengisi minuman  hingga  sensor  S1  on.  Pada  saat solenoid valve 1 on, konveyor dan solenoid 2  off.  Setelah  sensor  S1  on  dan solenoid valve 1  menutup,  konveyor  baru  berjalan membawa wadah dan akan melewati sensor 2  dan  sensor  3  (sensor  photoelectric). Sensor  2  untuk  mendeteksi  wadah  rendah
sedangkan  sensor  3  untuk  mendeteksi wadah  tinggi.  Ketika  wadah  terdeteksi sensor  2  atau  dan  sensor  3  konveyor berhenti.    Jika  hanya  sensor  2  yang  on (wadah rendah) maka solenoid valve 2 akan mengisi  minuman  ke  dalam  wadah  selama 6 detik (325 ml), sedangkan ketika sensor 2 dan sensor 3 on maka solenoid valve 2 akan mengisi  minuman  ke  dalam  wadah  selama selama  11  detik  (200  ml).  Setelah  wadah terisi,  konveyor  akan  kembali  berjalan  dan selenoid valve  1  bekerja  mengisi  minuman kedalam    penampung  minuman  sampai  S1 on .  Kerja  sistem  akan  berhenti    ketika ditekan tombol stop.

## 2.3  Diagram Waktu
Urutan  kerja  alat  pengisi  minuman berdasarkan ketinggian
wadah digambarkan  pada  diagram  waktu  gambar 3.
Gambar 3. Diagram Waktu Alat

## 2.4 Diagram Alir
Berikut  diagram  alir  alat  pengisi  minuman berdasarkan tinggi wadah :
Gambar  4.  Diagram  Alir  Pengisi  Minuman Sesuai Tinggi Wadah

## 2.5 Tabel I/O
Berikut  pengalamatan  I/O  PLC  Omron CP1E 30 DR-A
Tabel 1. I/O PLC Alamat Input Peralatan Input 000.00 Push Button Start 000.01 Push Button Stop 000.02 Sensor Proximity Capasitive (S1) 000.03 Sensor Photoelectric (S2) 000.04 Sensor Photoelectric (S3) Alamat Output Peralatan Output 100.00 Motor Konveyor 100.01 Solenoid Valve 1 (SV1) 100.02 Solenoid Valve 2 (SV2)

## 3.    Hasil dan Pembahasan 3.1  Sensor air
Sensor air digunakan untuk mendeteksi ketinggian  minuman  dalam  tampungan. Sensor  yang  digunakan  adalah Proximty Capasitve CR18-8DP .
Gambar 5. Proximty Capasitve
Gambar 6. Skema Proximty Capasitve
Gambar
7. Pengawatan Proximity Capasitive dengan PLC Sensor ini digunakan untuk mengontrol kerja  solenoid  valve  1.  Saat  minuman dalam tampungan belum mencapai ketinggian  sensor  1  (sensor Proximty Capasitve ), relay tidak bekerja. Kontak NO terbuka,  input  PLC  ‘0’.  Solenoid  valve  1 mengisi  minuman  kedalam  tampungan. Saat  minuman  mencapai  ketinggian  sensor 1 maka  relay  akan  bekerja,  kontak  NO menjadi  tertutup,  input  PLC  ‘1’.  Solenoid valve  1  berhenti  melakukan  pengisian minuman ke dalam tampungan.
Tabel 2. Pengujian Jangkauan kerja Sensor Air Minum No Jarak air minum dengan sensor (mm) Beban (Relay) 1. 2 On 2. 4 On 3. 6 On 4. 8 On 5. 12 On 6. 14 Off Jarak  jangkauan  max  kerja Proximty Capasitve adalah 12 mm.

## 3.2  Sensor Ketinggian Wadah
Sensor  untuk  mendeteksi  ketinggian wadah  adalah  sensor photoelectric seri BYD30-DDT.  Pada  Alat  digunakan  2 sensor,  untuk  mendeteksi  wadah  rendah (sensor  2)  dan  mendeteksi  wadah  tinggi (sensor 3).

## ORBITH VOL. 16 NO. 1 Maret 2020 : 72 –  76
Gambar 8. Sensor Photoelectric Gambar 9. Skema Sensor Photoelectric
Gambar 10. Pengawatan Sensor 2
( Photoelectric) dengan PLC Pengawatan sensor 3 sama dengan sensor 2. Sensor  2  dihubungkan  PLC  pada  alamat input 000.03 sedangkan Sensor 3
dihubungkan  PLC  pada  alamat  input 000.04.
Saat sensor
Photoelectric mendeteksi  wadah  ,  relay  bekerja.  Kontak NO menjadi tertutup, input PLC ‘1’. Ketika sensor tidak mendeteksi keberadaan wadah, relay  tidak  bekerja,  kontak  NO  terbuka, input PLC ‘0’. Saat wadah rendah di depan sensor  hanya  sensor  2  yang  bekerja.  Saat wadah tinggi di depan sensor, kedua sensor (S2 dan S3) bekerja.
Tabel 3. Pengujian Jangkauan kerja Sensor

## Photoelectric
No Jarak kemasan dengan sensor Photoelectric (cm) Beban (Relay) 1. 1 On 2. 2 On 3. 3 On 4. 4 Off
Jarak jangkauan max kerja sensor Photoelectric adalah 3 cm.

## 3.3  Motor Conveyor
Motor  pada  alat  digunakan  untuk menggerakkan konveyor.
Gambar  11.  Pengawatan  Motor  dengan PLC
Ketika output PLC 100.00 on , kontak relay akan  tertutup  dan  motor  akan  bekerja menggerakkan konveyor.

## 3.4 Solenoid Valve
Solenoid  valve yang  digunakan  pada alat  ini  ada  dua  yaitu solenoid  valve yang terletak  pada  tampungan  air  1  ( solenoid valve 1)  untuk  mengisi  minuman  pada tampungan  air  2  dan solenoid  valve yang terletak  pada  tampungan  air  2  ( solenoid valve 2)  untuk  mengisi  minuman  pada wadah. Pengawatan output solenoid valve 1 dapat dilihat pada Gambar 10.
Ketika  air  pada  tampungan  2  belum mencapai sensor 1, output PLC 100.01 on , solenoid  valve 1  bekerja  mengalirkan  air kedalam tampungan air 2. Solenoid valve 2 on ketika  sensor  2  atau  dan  sensor  3 mendeteksi wadah dan solenoid valve 1 off.
Gambar
12. Diagram Pengawatan Solenaoid Valve dengan PLC
3.5  Pengujian Proses Pengisian Pada proses pengisian dilakukan pengujian terhadap 10 wadah yang dilakukan secara bergantian. Pada saat Push Button  Start  ditekan  konveyor  belum
berjalan,  solenoid  valve  1  mengalirkan minuman  ke  dalam  wadah  tampungan sampai level minuman mencapai ketinggian sensor  S1.  Pada  proses  pengujian  wadah rendah  diisi  minuman  selama  6  detik  dan wadah  tinggi  diisi  minuman  selama  11 detik.
Tabel  4.  Hasil  Proses  Pengisian  Wadah rendah Wadah ke- Volume (ml) 1 200 2 200 3 201 4 200 5 200 6 200 7 201 8 200 9 201 10 201 Rata-rata 200.4 Kesalahan rata-rata :
((200.4 – 200)/200) x 100% = 0.2 %
Tabel  5.  Hasil  Proses  Pengisian  Wadah Tinggi Botol ke-  Volume (ml) 1 325 2 327 3 325 4 325 5 327 6 327 7 325 8 325 9 325 10 327 Rata-rata 325.8
Kesalahan rata-rata : ((325.8 – 325)/325) x 100% = 0.246  %

## Kesimpulan
Kesimpulam  rancang  bangun  alat  pengisi minuman  berdasarkan  tinggi  wadah  adalah sebagai berikut :
1. Dua Sensor photoelectric dapat membedakan ketinggian wadah.
2. Sensor proximity  capasitive mampu menentukan  level  minuman  dalam tampungan.
3. Pada  proses  pengujian  didapatkan volume rata-rata pengisian minuman ke dalam  wadah  rendah  adalah  200.4  ml dengan  tingkat  kesalahan  rata-rata  0.2 %  dan  volume  rata-rata  pengisian minuman  ke  dalam  wadah  tinggi adalah  325.8  ml  dengan  tingkat kesalahan rata-rata 0.246 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Anshori,  Arif  Main  dkk.  2013. Modul Pneumatic dengan 2 Sensor Ketinggian Berbasis PLC . Tugas Akhir. Semarang. Jurusan Teknik Elektro Polines.
Setiawan,  Iwan.  2006. Programmable Logic Controller dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol . Yogyakarta : Andi .
Moch.  Akbar  Ramadhan  A.F.,  Sumardi, Budi Setiyono. 2015. Perancangan Sistem  Pengemasan  Virgin  Coconut
Oil  (VCO)  Menggunakan      Program Logic  Control  (PLC)  Pada  Perangkat Keras Konveyor , TRANSMISI,17,(2),e-ISSN 2407- 6422 , 54.