Analisis Titik Operasional Pada Sistem Sortir Otomatis Berbasis Motor Stepper Berdasarkan Tingkat Keberhasilan Pemilahan dan Konsumsi Energi

Latar Belakang. Peningkatan kecepatan operasional konveyor pada sistem sortir otomatis sering kali memicu dilema teknis atau trade-off antara upaya mengejar produktivitas (throughput) dengan upaya mempertahankan tingkat keberhasilan pemilahan dan efisiensi konsumsi energi. Tujuan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji secara eksperimental pengaruh variasi kecepatan konveyor terhadap persentase tingkat keberhasilan pemilahan warna dan nilai Konsumsi Energi Spesifik (KES) pada sistem pemilah berbasis motor stepper Nema 17hs3401. Metode. Prototipe sistem dirancang menggunakan unit kendali Arduino Mega yang terintegrasi dengan modul driver TB6600, sensor warna TCS3200, sensor daya INA219, dan aktuator motor servo. Pengendalian kecepatan putar motor stepper dilakukan menggunakan arsitektur open-loop melalui pengaturan frekuensi pulsa, sementara penentuan waktu aktuasi lengan pemilah (servo) bekerja secara closed-loop kinematik dengan memanfaatkan data kecepatan linier aktual sabuk konveyor yang diakuisisi secara real-time dari sensor rotasi AS5600. Pengujian sistem dilakukan pada tiga variasi kecepatan operasional, yakni 60 RPM, 155 RPM, dan 250 RPM menggunakan 63 objek uji (merah, hijau, dan biru) dengan tiga kali pengulangan (replikasi). Hasil. Hasil pengujian menunjukkan bahwa tingkat keberhasilan pemilahan mencapai 100% pada kecepatan 60 RPM dan 155 RPM, namun mengalami degradasi menjadi 92,05% pada kecepatan 250 RPM. Penurunan ini disebabkan oleh keterbatasan waktu integrasi sensor TCS3200 serta menyempitnya sisa waktu aktuasi servo menjadi 0,109 detik yang mendekati batas latensi mekanik. Pada aspek kelistrikan, total energi yang dikonsumsi sistem secara berurutan adalah 6.075,393 Joule pada 60 RPM; 3.839,260 Joule pada 155 RPM; dan 3.431,690 Joule pada 250 RPM, diiringi dengan kenaikan arus rata-rata akibat karakteristik mekanisme chopper pada driver. Kesimpulan. Berdasarkan analisis perhitungan efisiensi, diperoleh nilai KES sebesar 96,43 Joule/objek pada 60 RPM; 60,94 Joule/objek pada 155 RPM; dan 59,17 Joule/objek pada 250 RPM. Dengan menetapkan ambang batas tingkat keberhasilan pemilahan minimum ≥90%, kecepatan 250 RPM disimpulkan sebagai titik operasional maksimal karena mampu memberikan laju penyortiran tertinggi dengan beban konsumsi energi spesifik per objek yang paling minimal.