Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PEMBUATAN DINAMOMETER DILENGKAPI
DENGAN PENGUKURAN KAPASITAS DAYA
Manufacturing of Dynamometer with Power Capacity Measurement
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan
DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Di Jurusan Teknik Mesin
Oleh
Thalitha Shafira Utomo
NIM: 151211062
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
TAHUN 2018
1
ABSTRAK
Proses pengukuran gaya, torsi, dan daya sebuah motor listrik memerlukan alat
ukur yang dapat dilengkapi oleh komponen-komponen elektronik yaitu load cell, Op-
Amp (Operasional Amplifier), dan mekanisme pembebanan. Alat ini dibutuhkan
pada saat mengukur spesifikasi motor listrik yang akan digunakan saat perancangan,
maupun praktikum.
Pada tugas akhir ini telah dibuat alat ukur dinamometer dilengkapi dengan
display digital yang dapat memperlihatkan gaya mekanik, torsi dan daya saat motor
dibeban. Alat ukur dinamometer ini dibuat dalam satu konstruksi yang terdiri dari
rangka, motor listrik, generator listrik, load cell, dan mikrokontroler yang dirakit
menjadi satu kesatuan dimana proses pengukuran dapat memperlihatkan bagaimana
prinsip pengukuran: gaya menggunakan load cell, torsi dengan cara mengalikan
panjang lengan torsi dan gaya yang terjadi , dan daya dengan mengalikan nilai torsi
dengan kecepatan putar (𝜔).
Alat ukur dapat memperlihatkan cara kerja alat ukur dinamometer dengan
komponen-komponen pengukuran gaya, torsi dan daya.
Kata kunci : Daya, torsi, gaya, dinamometer, load cell.
2
ABSTACT
Process of measuring the force, torque, and power of an electric motor
requires a measuring instrument that can be equipped with electronic components
such as load cell, Op-Amp (Operational Amplifier), and loading mechanism. This
tool is needed when measuring the specifications of electric motors to be used during
design, as well as practicum.
In this final task has been made measuring instrument dynamometer equipped
with a digital display that can show the mechanical force, torque and power when the
motor is loaded. These dynamometer measurements are made in a single construction
consisting of frames, electric motors, electrical generators, load cell, and
microcontrollers assembled into a single unit where the measurement process can
show how the measurement principle: force uses load cell, torque by multiplying the
length of the torque arm and force occurs, and power by multiplying the torque value
by the rotational speed (ω).
The measuring instrument can show how the dynamometer measuring
instrument with component component of force, torque and power measurement
component.
Keywords: Power, torque, force, dynamometer, load cell.
3
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena berkat karunia-
Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul
Pembuatan Dinamometer dilengkapi dengan Pengukuran Kapasitas Daya sebagai
salah satu syarat kelulusan di Program Studi DIII Teknik Mesin Politeknik Negeri
Bandung.
Tidak lupa terima kasih penulis ucapkan kepada beberapa pihak yang telah
membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. Pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Drs.Parno Rahardjo, M.Pd., M.Sc., Ph.D., Ketua Jurusan Teknik
Mesin
2. Bapak Musyafak, ST., M.Eng., selaku Ketua Program Studi DIII Teknik
Mesin
3. Bapak Undiana Bambang, S.ST., M.Eng., selaku pembimbing I
4. Bapak Aris Suryadi, S.T., M.T., selaku pembimbing II
5. Staf Jurusan Teknik Mesin
6. Bapak David Utomo, Ibu Arisyani selaku Orang Tua penulis yang
senantiasa memberi dukungan moril dan materil
7. Dinan Muhammad Fadhilah, A.Md., yang telah memberi semangat serta
membantu dalam pengerjaan tugas akhir
8. Rekan-rekan Himpunan Mahasiswa Mesin
9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pengerjaan tugas akhir
Sebagai manusia tentunya tidak pernah lepas dari salah dan khilaf. Begitu pula
laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran dari
siapapun yang akan menjadi evaluasi untuk memperbaiki dan mengembangkan
laporan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.
Bandung,
Thalitha Shafira Utomo
4
DAFTAR ISI
ABSTRAK .................................................................................................................... 1
ABSTACT .................................................................................................................... 2
KATA PENGANTAR .................................................................................................. 3
DAFTAR ISI ................................................................................................................. 4
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... 7
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ 8
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ 9
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ................................................................. 10
BAB I PENDAHULUAN ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.1 Latar Belakang Masalah......................... Error! Bookmark not defined.
1.2 Perumusan Masalah ............................... Error! Bookmark not defined.
1.3 Tujuan Tugas Akhir ............................... Error! Bookmark not defined.
1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.5 Sistematika Penulisan............................. Error! Bookmark not defined.
BAB II LANDASAN TEORI ................................... Error! Bookmark not defined.
2.1 Dinamometer .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.2 Prinsip Kerja Dinamometer ................... Error! Bookmark not defined.
2.3 Gaya-gaya pada Rangka ........................ Error! Bookmark not defined.
2.4 Transmisi Rantai-Sproket ...................... Error! Bookmark not defined.
2.5 Load Cell ................................................ Error! Bookmark not defined.
2.6 Op-Amp .................................................. Error! Bookmark not defined.
2.7 Mikrokontroler ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.8 Liquid Crystal Display (LCD) 20x4 ...... Error! Bookmark not defined.
2.9 Inter Intergrated Circuit (I2C)............... Error! Bookmark not defined.
2.10 Bahasa Pemrograman Arduino .............. Error! Bookmark not defined.
2.10.1 Struktur ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.10.2 Syntax ......................................... Error! Bookmark not defined.
5
2.10.3 Variabel ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.10.4 Operator Matematika ................. Error! Bookmark not defined.
2.10.5 Operator Pembanding ................ Error! Bookmark not defined.
2.10.6 Struktur Pengaturan ................... Error! Bookmark not defined.
2.10.7 Digital ......................................... Error! Bookmark not defined.
2.10.8 Analog ........................................ Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI PENYELESAIAN .......... Error! Bookmark not defined.
3.1 Metodologi Penyelesaian ....................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Diagram Alir Metode Pengerjaan Tugas Akhir ................. Error!
Bookmark not defined.
3.1.2 Keterangan Diagram Alir .......... Error! Bookmark not defined.
3.1.3 Metode Pengambilan Data ........ Error! Bookmark not defined.
3.2 Proses Penyelesaian ............................... Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Proses Penggambaran Alat ........ Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Gaya-gaya pada Rangka ............ Error! Bookmark not defined.
3.2.3 Perhitungan Kekuatan Baut ....... Error! Bookmark not defined.
3.2.4 Perhitungan Beban Generator ... Error! Bookmark not defined.
3.2.5 Bahan yang Digunakan .............. Error! Bookmark not defined.
3.2.6 Alat yang digunakan .................. Error! Bookmark not defined.
3.2.7 Proses Pembuatan ...................... Error! Bookmark not defined.
3.2.8 Instalasi Komponen Elektronik . Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................. Error! Bookmark not defined.
4.1 Hasil perhitungan ................................... Error! Bookmark not defined.
4.2 Hasil Tugas Akhir .................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Dudukan Sproket pada Motor Listrik ...... Error! Bookmark not
defined.
4.2.2 Dudukan Motor .......................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Dudukan Load Cell .................... Error! Bookmark not defined.
4.2.4 Dudukan Display ....................... Error! Bookmark not defined.
4.2.5 Papan Display ............................ Error! Bookmark not defined.
4.2.6 Hasil Pengujian .......................... Error! Bookmark not defined.
4.3 Pembahasan ............................................ Error! Bookmark not defined.
6
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................... Error! Bookmark not defined.
5.1 Kesimpulan ............................................. Error! Bookmark not defined.
5.2 Saran ....................................................... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 11
7
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Prinsip Kerja Dinamometer ........ Error! Bookmark not defined.
Gambar II.2 Gambar Gaya-gaya pada rangka Error! Bookmark not defined.
Gambar II.3 Bagian-bagian dari rantai[8] ....... Error! Bookmark not defined.
Gambar II.4 load cell ....................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar II.5 Simbol Operasional Amplifiers .. Error! Bookmark not defined.
Gambar II.6 Arduino Uno ............................... Error! Bookmark not defined.
Gambar II.7 LCD 20x4 Pixel ........................... Error! Bookmark not defined.
Gambar II.8 Inter Intergrated Circuit ............. Error! Bookmark not defined.
Gambar III.1 Diagram alir metode pengerjaan tugas akhir .. Error! Bookmark
not defined.
Gambar III.2 Alat yang sudah dirakit .............. Error! Bookmark not defined.
Gambar III.3 Gambaran gaya pada rangka ..... Error! Bookmark not defined.
Gambar III.4 Perakitan LCD ke Arduino Uno Error! Bookmark not defined.
Gambar III.5 Perakitan load cell ke Arduino UNO ....... Error! Bookmark not
defined.
Gambar IV.1 Assembly alat ............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.2 Papan display ............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.3 Dudukan sproket ....................... Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.4 Dudukan sproket ....................... Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.5 Dudukan load cell ..................... Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.6 Dudukan display ........................ Error! Bookmark not defined.
Gambar IV.7 Papan display ............................. Error! Bookmark not defined.
8
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Tabel torsi baut metrik .................... Error! Bookmark not defined.
Tabel II.2 Spesifikasi Rantai Roll[8] ............... Error! Bookmark not defined.
Tabel II.3 Spesifikasi Arduino UNO[7] .......... Error! Bookmark not defined.
Tabel III.1 Bahan yang digunakan .................. Error! Bookmark not defined.
Tabel III.2 Alat yang digunakan ...................... Error! Bookmark not defined.
Tabel III.3 Proses pembuatan dudukan sproket pada motor Error! Bookmark
not defined.
Tabel III.4 Proses pembuatan dudukan motor Error! Bookmark not defined.
Tabel III.5 Proses pembuatan dudukan load cell ........... Error! Bookmark not
defined.
Tabel IV.1 Hasil Pegujian Beban Massa ......... Error! Bookmark not defined.
Tabel IV.2 Hasil Pengujian Pertama Metode Beban Listrik Error! Bookmark
not defined.
Tabel IV.3 Hasil Pengujian Kedua Metode Beban Listrik ... Error! Bookmark
not defined.
9
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................... 12
LAMPIRAN B DATA PENDUKUNG ................. Error! Bookmark not defined.
B.1 Foto-Foto Kegiatan ........................................... Error! Bookmark not defined.
LAMPIRAN C Error! Bookmark not defined.
LAMPIRAN D PEMROGRAMAN ...................... Error! Bookmark not defined.
10
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
Daftar Simbol
A : Luas penampang (m2)
µ : Konstanta gesek
r : Jari-jari (m)
F : Gaya (N)
m : Massa benda (Kg)
a : Percepatan gravitasi (m/s2)
T : Torsi (Nm)
𝑙 : Jarak (m)
Pm : Daya mekanik (Watt)
L : Panjang lengan beban (m)
n : Kecepatan putaran (rpm)
Pe : Daya listrik (Watt)
V : Tegangan (Volt)
I : Arus (Ampere)
R : Hambatan (ohm)
𝜏𝑎 : Tegangan geser izin (N/mm2)
𝜏𝑔 : Tegangan geser (N/mm2)
Daftar Singkatan
LCD : Liquid Crystal Display
PCB : Printed Circuit Board
I2C : Inter Intergrated Circuit
11
DAFTAR PUSTAKA
1. Definisi dynamometer. Testindo. [Dilihat : April 2018] http://www.testindo.com/article/305/dynamometer-alat-untuk-mengukur-performa-mesin
2. Pengertian dan Rumus Gaya. Softilmu. [Dilihat : Mei 2018]. http://www.softilmu.com/2015/08/Pengertian-Sifat-Rumus-Satuan-Macam-
Jenis-Gaya-Adalah.html
3. Rumus torsi. ilmusainsonline. [Dilihat : Mei 2018]. http://www.ilmusainsonline.com/2018/01/rumus-torsi-momen-inersia-dan-momentum-sudut.html
4. Pengertian dan Rumus Daya Listrik. [Dilihat : Mei 2018]. https://www.scribd.com/doc/311946966/Pengertian-Daya-Listrik-Dan-Rumus-Untuk-Menghitungnya
5. Definisi load cell. [Dilihat : Mei 2018]. https://www.omega.com/prodinfo/straingages.html
6. Usaha dan Daya Mekanik. [ Dilihat : Mei 018]. http://bashooprivate.blogspot.co.id/2015/07/usaha-dan-daya-mekanik.html
7. Andrianto, Heri, dan Aan Darmawan.2017.Arduino Belajar Cepat dan Pemrograman.Bandung:Informatika Bandung.
8. Sonawan,Hery.Maret 2014.Perancangan Elemen Mesin.Bandung:ALFABETA,CV.
9. Belajar Dasar Pemrograman. [Dilihat : Mei 218]. https://kelasrobot.com/belajar-pemrograman-dasar-arduino/ http://www.rajaloadcell.com/article/apa-itu-load-cell--8 [Cited : Mei 2018]
10. Apa Itu Load Cell. [Dilihat Juni 2018]. http://www.rajaloadcell.com/article/apa-itu-load-cell--8.
11. Pengertian dan Kelebihan Mikrokontroler. [Dilihat : Juni 2018]. http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/
12. Naziq, Ahmad. Pengertian Mikrokontroler. [Dilihat : Juni 2018]. https://sites.google.com/site/informasiterbarusekali/pengertian-mikrokontroller
12
LAMPIRAN A DAFTAR RIWAYAT HIDUP
THALITHA SHAFIRA UTOMO Jalan Abdurrahman komplek Cibolerang Baru Blok C43 RT 001 / RW 007 40225 Email : [email protected] No. HP : 085956332944 PERSONAL INFORMATION Date of Birth : 10th of March 1996 Place of Birth : Bandung Religion : Islam Status : Single IPK : 3.02 WORK EXPERIENCE 07.2017 – 08.2017 PT. Indonesia Power UP Saguling
Division HAR Mesin
Position : On job training EDUCATION COLLEGE
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG (2015 – now) ▪ Department of mechanical engineering, Diploma 3 of mechanical engineering
SHS SMA Negeri 7 Bandung (2012 – 2015)
▪ Science
JHS SMP NEGERI 7 Bandung (2009 – 2012)
ELEMENTARY SD NEGERI Merdeka 5 Bandung SD Islam Terpadu Anni’mah
(2006 – 2009) (2004 – 2006)
ORGANIZATION EXPERIENCE
2017 - 2018 Bendahara Polykart Bandung
13
2015 - now Member of Himpunan Mahasiswa Mesin Politeknik Negeri Bandung
2015 - now Member of Polykart Bandung
2015 Member of division Tune Up Competition at Mechanical Festival
2012 - 2015 Member of Seven Percussion
2010 - 2012 Member of Seven Basketball
2008 - 2009 Member of Paskibra
COMMITTES EXPERIENCE
2017 Laision Officer Perlombaan “Kompetisi Mobil Listrik Indonesia”
2015 Member of Divisi Tune Up Competition
ACHIEVEMENT
2015 ‘Pelatihan Bela Negara dan Kedisiplinan’ Politeknik Negeri Bandung in KODIKLAT TNI ANGKATAN DARAT PUSAT PENDIDIKAN PERHUBUNGAN”
2015 Participant of ESQ Leadership Training
2015 Participant of ‘Program Pengenalan Kehidupan Kampus dan LKMM pra-dasar Politeknik Negeri Bandung’
14
SKILLS
● Basic operation machine : Lathe ( conventional and CNC fanuc ) Milling (conventional and CNC Fanuc) Scrup (conventional) Grinding (conventional ) Drilling machine Bending machine
● Welding : SMAW (Shielded Metal Arc Welding) GMAW (Gas Metal Arc Welding) GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) OAW (Oxy Acetylene Welding)
● Software : Microsoft Office Microsoft Excel Microsoft Power Point Catia V5 R19 AutoCad Festo Fluidsim
● Programming : G-code
● Operating System : Windows 98 Windows xp Windows vista Windows 7 Windows 8 Windows 10
● Familiar with P&ID (Piping and Instrument Diagram )
● Familiar with Instrumentation Equipment (sensing element, Transmitter, Control
Valve, Positioner, Transducer, etc)
● English skill ( Speaking : Pasive, Reading : Active, Writing : Active )