Mesin Pengisian Cairan Otomatis Menggunakan Arduino dan LabVIEW
Abstract
Mesin pengisian cairan otomatis merupakan elemen krusial dalam meningkatkan efisiensi dan produktivitas industri modern, khususnya pada sektor manufaktur dan pengemasan. Namun, implementasi teknologi ini sering kali menghadapi kendala seperti biaya yang tinggi, kebutuhan akan perangkat yang kompleks, serta keterbatasan pemahaman teknis. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem praktikum edukatif yang sederhana, terjangkau, dan mudah diimplementasikan guna membantu mahasiswa memahami konsep dasar sekaligus aplikasi nyata mesin pengisian cairan otomatis. Sistem ini mengintegrasikan perangkat lunak LabVIEW untuk pemrosesan visual dan mikrokontroler Arduino Nano dengan protokol komunikasi Modbus RTU, yang menyimulasikan standar komunikasi industri. Program LabVIEW mengendalikan proses pergerakan conveyor belt, pengisian (filling), dan penutupan (capping) menggunakan ladder logic, serta mencatat jumlah botol yang diisi. Mikrokontroler Arduino berfungsi untuk mengelola kendali tombol on-off conveyor belt melalui LabVIEW serta keypad untuk menentukan takaran volume dan jumlah botol. Komunikasi antara LabVIEW dan Arduino dilakukan secara serial menggunakan protokol Modbus RTU, memberikan pengalaman langsung kepada mahasiswa dalam mengonfigurasi komunikasi industri. Uji eksperimental dilakukan dengan berbagai skenario operasional untuk mengevaluasi kinerja sistem. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem mampu mengisi botol dengan akurat pada rentang volume cairan 250–1.000 ml, dengan kecepatan pengisian hingga 10 ml/s dan kapasitas maksimal lima botol per siklus. Sistem berjalan stabil tanpa gangguan selama pengujian. Penelitian ini berkontribusi pada pengembangan praktikum instrumentasi sistem kendali; menghadirkan solusi pembelajaran yang efektif, interaktif, dan terjangkau. Penggunaan Modbus RTU terbukti menjadi pendekatan komunikasi yang andal untuk mendukung implementasi mesin pengisian cairan otomatis sekaligus meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang aplikasi teknologi industri.
References
S.K. Das dkk., “Design, development and FEA analysis of multi-sized bottle filling system,” dalam 2023 Int. Conf. Integr. Comput. Intell. Syst. (ICICIS), 2023, hal. 1–5, doi: 10.1109/ICICIS56802.2023.10430283.
R.L.W. Koggalage, A.G.M.I.S. Wijesinghe, H.P.S.S. Caldera, dan R.R. Samarawickrama, “Design and implementation of an automated multi-purpose filling and capping machine,” dalam 2021 From Innov. To Impact (FITI), 2021, hal. 1–5, doi: 10.1109/FITI54902.2021.9833035.
M.M. Khan dkk., “Simulation of PLC ladder logic programming for an automated glass bottle molding and refilling plant,” dalam 4th Smart Cities Symp. (SCS 2021), 2021, hal. 114–119, doi: 10.1049/icp.2022.0324.
M.F. Rahaman, S. Bari, dan D. Veale, “Flow investigation of the product fill valve of filling machine for packaging liquid products,” J. Food Eng., vol. 85, no. 2, hal. 252–258, Mar. 2008, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2007.07.020.
K.S. Kiangala dan Z. Wang, “An Industry 4.0 approach to develop auto parameter configuration of a bottling process in a small to medium scale industry using PLC and SCADA,” dalam 2nd Int. Conf. Sustain. Mater. Process. Manuf. (SMPM 2019), 2019, hal. 725–730, doi: 10.1016/j.promfg.2019.06.015.
G. Selvaraj, R. Karthikeyan, S. Brindha, dan K. Kumar S, “Low cost assorted sized bottles automated liquid filling system using SCADA,” dalam 2023 Intell. Comput. Control Eng. Bus. Syst. (ICCEBS), 2023, hal. 1–4, doi: 10.1109/ICCEBS58601.2023.10448914.
A. Mahrez dkk., “Design a PLC-based automated and controlled liquid filling-capping system,” dalam 2022 Int. Eng. Conf. Elect. Energy Artif. Intell. (EICEEAI), 2022, hal. 1–5, doi: 10.1109/EICEEAI56378.2022.10050478.
C. Elliott, V. Vijayakumar, W. Zink, dan R. Hansen, “National instruments LabVIEW: A programming environment for laboratory automation and measurement,” J. Lab. Autom., vol. 12, no. 1, hal. 17–24, Feb. 2007, doi: 10.1016/j.jala.2006.07.012.
Arduino. “What is Arduino? | Arduino.” Tanggal akses: 20-Feb-2023. [Online]. Tersedia: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction
M.L. Ahmed, S. Kundu, dan M. Rafiquzzaman, “Automatic bottle filling system using PLC based controller,” J. Adv. Mech., vol. 4, no. 1, hal. 17–24, Mar. 2019.
R. Sureshkumar dkk., “IoT based bottle filling system using PLC,” dalam 2023 Int. Conf. Energy Mater. Commun. Eng. (ICEMCE), 2023, hal. 1–5, doi: 10.1109/ICEMCE57940.2023.10433948.
A. Kumar M dan H.P. Kumar, “Automatic bottle filling system using PLC,” Int. J. Trend Sci. Res. Dev. (IJTSRD), vol. 2, no. 1, hal. 361–364, Nov./Des. 2017, doi: 10.31142/ijtsrd5953.
G.A. Laksmana, P. Santoso, dan F. Pasila, “Aplikasi untuk memonitor PLC pada mesin filling dan capping,” J. Tek. Elekt., vol. 10, no. 2, hal. 48–53, Sep. 2017, doi: 10.9744/jte.10.2.48-53.
D. Patil, “Automatic bottle filling, capping and labelling system using PLC based controller,” Ilkogretim, vol. 20, no. 1, hal. 5750–5761, 2021, doi: 10.17051/ilkonline.2021.01.604.
O.I. Abdullah, W.T. Abbood, dan H.K. Hussein, “Development of automated liquid filling system based on the interactive design approach,” FME Trans., vol. 48, no. 4, hal. 938–945, Agu. 2020, doi: 10.5937/fme2004938A.
M. Aria dkk., “Virtual simulation system with various examples and analysis tools for programmable logic controller training,” dalam 3rd Int. Conf. Inform. Eng. Sci. Technol. (INCITEST 2020), 2020, hal. 1–7, doi: 10.1088/1757-899X/879/1/012108.
A. El Hammoumi dkk., “Real-time virtual instrumentation of Arduino and LabVIEW based PV panel characteristics,” dalam Int. Conf. Renew. Energ. Energy Effic. (REEE'2017), 2018, hal. 1–11, doi: 10.1088/1755-1315/161/1/012019.
R.M. Shrenika dkk., “Non-contact water level monitoring system implemented using LabVIEW and Arduino,” dalam 2017 Int. Conf. Recent Adv. Electron. Commun. Technol. (ICRAECT), 2017, hal. 306–309, doi: 10.1109/ICRAECT.2017.51.
Y.K. Taru dan A. Karwankar, “Water monitoring system using Arduino with LabVIEW,” dalam 2017 Int. Conf. Comput. Methodol. Commun. (ICCMC), 2017, hal. 416–419, doi: 10.1109/ICCMC.2017.8282722.
M. Gharte, “Automation of soap windscreen washer filling machine with PLC and LabVIEW,” dalam Int. Conf. Autom. Control Dyn. Optim. Tech. (ICACDOT), 2016, hal. 469–472, doi: 10.1109/ICACDOT.2016.7877630.
Arduino. “Arduino ® Nano Arduino ® Nano Features.” Tanggal akses: 6-Feb-2024. [Online]. Tersedia: https://docs.arduino.cc/hardware/nano/
A. Analysis and U. Manual, LabVIEW User Manual, vol. 3304, no. Januari. 2012.
C.M. Bulliner. “ModbusRTUSlave.” Tanggal akses: 6-Feb-2024. [Online]. Tersedia: https://github.com/CMB27/ModbusRTUSlave
© Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, under the terms of the Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
1.png)
