Sistem Kontrol Pneumatik Pada Pintu Bus

8/20/2019 Sistem Kontrol Pneumatik Pada Pintu Bus

1/53

SISTEM KONTROL PNEUMATIK

PADA PINTU BUS OTOMATIS

PROYEK AKHIR

Diajukan dalam rangka menyeleaikan S!udiSarjana S!ra!a Sa!u di Uni"eri!a Negeri

Semarang #uruan Pendidikan Teknik Mein

Ole$ %N a m a % Heri &idian!'n'

NIM % ()*+++,,*-Pr'gram S!udi % Pend. Teknik Mein S*

/AKULTAS TEKNIK

UNI0ERSITAS NE1ERI SEMARAN1),,2


2/53

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di masa sekarang dan masa yang akan datang, kebutuhan akan

transportasi sangat vital dalam menunjang aktivitas sehari-hari, seperti

mengantar anak ke sekolah, ke kantor, ke pasar dan lain-lain.

Dari sekian banyak jenis alat transportasi yang ada, maka jenis

transportasi daratlah yang paling banyak. Mulai dari sepeda, becak, sepeda

motor, mobil sampai kereta api.

Dalam usaha pemenuhan kebutuhan alat transportasi maka bukan suatu

masalah bagi golongan masyarakat ekonomi menengah ke atas. Mereka dapat

memilih alat transportasi sesuai dengan kemampuannya. Namun merupakan

suatu masalah bagi masyarakat ekonomi bawah. Sehingga sebagai

alternatifnya adalah menggunakan angkutan umum, misalnya bus.

Seiring dengan tuntutan kebutuhan masyarakat sekarang ini, maka

penggunaan angkutan umum seperti bus tidak terbatas pada masyarakat

ekonomi bawah saja tetapi juga masyarakat ekonomi menengah ke atas.

Dengan beragamnya pengguna angkutan umum tersebut, maka beragam

pula tuntutan pelayanannya. Bagi golongan menengah ke atas, mereka lebih

mengutamakan pelayanan dan fasilitas yang baik. Mereka akan merasa puas

bila dapat melakukan perjalan dengan cepat, selamat, serta aman dan nyaman

meskipun tarif yang harus dibayar lebih mahal. Tetapi


3/53


4/53

Mengingat kekurangan-kekurangan yang ada pada konstruksi pintu

bus sistem manual, maka perlu dipertimbangkan suatu konstruksi yang

lebih baik sehingga kekurangan-kekurangan yang ada pada sistem tersebutdapat diatasi.

Salah satunya adalah dengan merancang konstruksi pintu bus

otomatis dengan sistem pneumatik, yaitu suatu pintu bus otomatis yang

dikendalikan oleh sistem kontrol pneumatik.

B. Permasalahan

Dalam merencanakan sistem kontrol pneumatik pada pintu bus

otomatis ini, perlu dipertimbangkan kemungkinan masalah-masalah yang

dapat terjadi. Hal ini untuk menghindari suatu desain sistem kontrol

pneumatik yang kurang baik sehingga justru dapat membahayakan

keselamatan penumpang.

Untuk itu dalam merancang sistem kontrol pneumatik ini harusmemenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1. Konstruksinya sederhana.

2. Pengoperasiannya mudah

3. Pemeliharaan dan perawatan mudah

4. Memenuhi persyaratan keamanan dan keselamatan penumpang.

Mengingat keterbatasan-keterbatasan yang ada, maka dalam

pembuatan sistem kontrol pneumatik pada pintu bus otomatis hanya berupa

desain. Meskipun demikian diharapkan dapat dipergunakan sebagai

pedoman dalam pembuatan pintu bus otomatis yang sebenarnya.


5/53

C. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan sistem kontrol pneumatik

pada pintu bus otomatis ini adalah untuk mengatasi permasalahan-

permasalahan yang ada pada pintu bus sistem manual.

Sehingga diharapkan akan diperoleh suatu konstruksi pintu bus yangbaik, yang mempunyai persyaratan-persyaratan sebagai berikut :

1. Konstruksi yang sederhana.

2. Mudah dioperasikan.

3. Mudah dan sederhana dalam pemeliharaan dan perawatannya.

4. Memenuhi persyaratan keamanan dan keselamatan penumpang.

D. Manfaat

Apabila semua tujuan dari pembuatan sistem kontrol pneumatik pada

pintu bus tersebut dapat dicapai maka akan didapatkan beberapa manfaat,

antara lain :

1. Penumpang merasa nyaman karena dapat keluar dan masuk busdengan mudah.

2. Pintu kendaraan lebih awet.

3. Biaya pemeliharaan dan perawatan murah

4. Keamanan dan keselamatan penumpang lebih terjamin.


6/53

E. Sistematika

Guna memberikan gambaran lengkap tentang sistem kontrol

pneumatik pada pintu bus otomatis, maka perlu disusun dan dituangkan

dalam rumusan yang sederhana, jelas dan mudah dipahami maknanya.

Untuk itu maka penulisan karya ilmiah ini disusun dengan tata urutan

sebagai berikut :

1. Bagian Depan

Bagian ini berisi pendahuluan yang meliputi latar belakang,

permasalahan, tujuan dan manfaat dari pembuatan sistem kontrol

pneumatik pada pintu bus otomatis.

2. Bagian Isi

Bagian ini terdiri dari 3 (tiga) bab yaitu Bab II yang berisi

tentang landasan teori, Bab III yang berisi uraian tentang sistem

kontrol pneumatik pada pintu bus otomatis dan Bab IV berisi analisa

sistem kontrol pneumatik.

3. Bagian Akhir

Bagian ini merupakan bagian penutup yang berisi kesimpulandan saran.


7/53


8/53

Definisi Kontrol menurut Deutche Institut f ür Normung (DIN) 19226 :

“Kontrol berarti proses dalam suatu sistem yang di dalamnya terdapatbeberapa input variabel mempengaruhi variabel output yang lain sebagaiakibat hukum-hukum yang mengenai sistem. Pengontrolan dikarakteristikkandengan sekuensi rangkaian terbuka dari gerakan-gerakan melalui elemenpemindah tunggal atau rangkaian kontrol” (Sugihartono, 1992 : 4).

Definisi Kontrol Otomatis menurut DIN 19226 :

“Kontrol otomatis adalah suatu proses dimana satu variabel yang akan dikontrol(variabel yang dikontrol), adalah diukur secara terus-menerus dan dibandingkan denganvariabel yang lain, variabel perintah, proses yang dipengaruhi menurut hasil perbandinganini dengan memodifikasi untuk menyesuaikan variabel perintah. Sekuensi gerakan yangdihasilkan dari ini terjadi dalam suatu rangkaian tertutup, rangkaian kontrol. Tujuankontrol rangkaian untuk menyesuaikan harga variabel yang dikontrol terhadap harga yangditentukan oleh variabel perintah sekalipun ekualisasi tidak dicapai berlaku dalam keadaanini (Sugihartono, 1992 : 4).

Dasar –Dasar Pneumatik

1. Pengertian Pneumatik

Pneumatik merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang

bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat

keseimbangan. Pneumatik berasal dari bahasa Yunani “ pneuma” yang

berarti “nafas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti terisi udara atau

digerakkan oleh udara mampat.Sistem pneumatik (pneumatic system) adalah semua sistem yang

menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang

dimampatkan, serta dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu kerja.


9/53

Udara mampat adalah udara atmosfer yang diisap oleh

kompresor dan dimampatkan dari tekanan normal (0,98 bar) sampai

tekanan yang lebih tinggi (antara 4 – 8 bar).

Pada mulanya pemakaian udara mampat terbatas untuk alat-alat

kerja dengan peralatan tumbuk atau putar. Namun dengan

perkembangan teknologi, mekanisasi dan otomatisasi, maka setelah

Perang Dunia II banyak digunakan pada proses produksi.

2. Karakteristik Udara Mampat

Dalam jangka waktu yang relatif singkat, penggunaan sistem

kontrol pneumatik sudah sedemikian luasnya. Salah satu alasannya

adalah bahwa udara mudah diperoleh dan murah.

Karakteristik-karakteristik udara mampat berkaitan denganpenerapan pada sistem kontrol pneumatik :

Jumlah : udara tersedia di mana saja dan dalam jumlah

yang tak terhingga.

Pengangkutan : udara mampat dapat diangkut dengan mudah

melalui saluran pipa-pipa atau selang. Di sini

tidak dibutuhkan saluran balik, karena udarabekas dapat langsung dibuang di udara bebas.

Penyimpanan : kompresor tidak harus selalu beroperasi.

Udara mampat dapat disimpan di dalam

tangki.

Suhu : udara mampat tahan terhadap perubahan suhu.


10/53

Hal ini menjadikan jaminan kerja yang lebih

besar dari sistem kontrol pneumatik.

Tahan ledakan : udara mampat tidak menyebabkan bahaya

ledakan atau kebakaran.

Kebersihan : udara mampat bersih. Bila terdapat kebocoran

saluran atau komponen, maka tidak akan

menyebabkan polusi.

Konstruksi : konstruksinya sederhana sehingga komponen

komponennya murah.

Kecepatan : udara mampat dapat mencapai kecepatan

aliran yang tinggi (kecepatan operasi silinder

pneumatik adalah 1 – 2 m/s)

Pengaturan : kecepatan dan gaya dari udara mampat serta

peralatan pneumatik dapat diatur secara tak

terbatas.

Tahan beban lebih : peralatan pneumatik dan perlengkapan

operasinya dapat dibebani lebih hingga

berhenti. Suatu jaringan pneumatik dapat

diberi beban lebih tanpa merusak.


11/53

3. Konstruksi Sistem Pneumatik

Yang dimaksud dengan konstruksi sistem pneumatik di sini

adalah konstruksi rangkaian komponen-komponen pneumatik yang

lengkap. Secara umum komponen-komponen pneumatik dapat

dikelompokkan menjadi 3 (tiga) yaitu : unit tenaga, unit pengatur dan

unit penggerak.

a. Unit Tenaga (power pack)

Unit ini berfungsi untuk membangkitkan tenaga fluida yaitu

berupa aliran udara mampat. Unit tenaga ini terdiri atas kompresor

yang digerakkan oleh motor listrik atau motor bakar, tangki udara

(receiver) dan kelengkapannya, serta unit pelayanan udara yang

terdiri atas filter udara, regulator pengatur tekanan dan lubricator.

1) Kompresor

Berfungsi untuk membangkitkan udara mampat. Menurutcara kerjanya, kompresor dibagi menjadi :

a) Kompresor pemindah.

Kompresor yang bekerja berdasarkan prinsip

pemindahan. Udara dikempa oleh gerakan torak yaitu udaradimasukkan ke dalam ruangan kemudian dimampatkan.

b) Kompresor aliran.

Kompresor yang bekerja berdasar prinsip aliran udara.

Udara disedot masuk ke dalam kompresor melalui satu sisi

dan mengempanya dengan percepatan masa.


12/53

Gambar 1 : Kompresor torak langkah tunggal dengan silinder yang

didinginkan oleh udara (Dr. Ing. Thomas Krist, Alih Bahasa Dines

Ginting, 1993 : 179)

Gambar 2 : Kompresor baling-baling luncur (Sisjono, 1999 : 5)


13/53

2) Tangki Udara

Berfungsi untuk menampung dan menstabilkan pemakaian

udara mampat serta dapat berfungsi untuk mendinginkanudara mampat yang terdapat di dalam tangki.

3) Unit Pelayanan Udara (sevice unit)

Bila udara mampat di dalam tangki udara akan

didistribusikan ke seluruh sistem pneumatik harus diatur

sedemikian rupa sehingga udara yang keluar memenuhi

kriteria sebagai berikut :

a) Udara yang masuk ke dalam sistem harus bersih. Untuk itu

udara yang keluar dari tangki harus disaring dengan filter.

Gambar 3 : Unit Pelayanan Udara (service unit) (Catalogue, hal. 27)


14/53

b) Tekanan udara mampat yang masuk ke dalam sistem harus

sesuai dengan tekanan operasi. Untuk itu perlu adanya alat

pengatur tekanan (pressure regulator).

c) Udara yang masuk ke dalam sistem harus mampu

melumasi komponen-komponen yang bergerak. Untuk itu

udara harus dicampur dengan kabut oli. Hal ini dapat

dicapai dengan adanya lubricator.

b. Unit Pengatur (control element)

Unit pengatur merupakan bagian pokok yang menjadikan

sistem pneumatik termasuk sistem otomasi. Karena dengan unit

pengatur ini hasil kerja dari sistem pneumatik dapat diatur secara

otomatis baik gerakan, kecepatan, urutan gerak, arah gerakan

maupun kekuatannya. Dengan unit pengatur ini sistem pneumatik

dapat didesain untuk berbagai tujuan otomatis dalam suatu mesin

industri.

Fungsi dari unit pengatur ini adalah untuk mengatur atau

mengendalikan jalannya penerusan tenaga fluida hingga

menghasilkan bentuk kerja (usaha) yang berupa tenaga mekanik.

Bentuk-bentuk dari unit pengatur ini berupa katup (valve)

yang bermacam-macam. Katup adalah suatu alat yang menerima

perintah dari luar untuk melepas, menghentikan atau

mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut.


15/53

Menurut fungsinya katup-katup tersebut dibedakan menjadi 5

(lima) kelompok yaitu :

Katup pengarah (Directional control valves)Katup satu arah (Non-return valves)

Katup pengatur tekanan (Pressure control valves)

Katup pengatur aliran (Flow control valves)

Katup kombinasi

1) Katup Pengarah (directional control valves)

Katup ini berfungsi untuk mengontrol aliran dalamrangkaian dan melangsungkan fungsi-fungsi logic control.

Gambar 4 : Katup pengarah (directional control valve) (Catalogue, hal

15)


16/53

2) Non-return Valve / Check Valve

Check valve adalah katup satu arah, artinya katup hanya

dapat digunakan untuk satu arah aliran saja. Check valve dapat

berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagai pressure

control.

Gambar 5 : Katup satu arah (check valve) (Catalogue, hal. 65)

3) Katup Pengatur Tekanan (pressure control valve)

Gambar 6 : Katup pengatur tekanan (pressure control valve)

(Catalogue, hal. 20)

Pengatur tekanan udara dilakukan untuk berbagai tujuan

antara lain untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem


17/53

pneumatik, untuk mengatur tekanan agar penggerak

pneumatik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi

tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil.

Sehingga sesuai dengan tujuan penggunaan tersebut maka

katup pengatur tekanan dibedakan menjadi beberapa macam

antara lain : relief valve, sequence valve, dan lain-lain.

4) Katup Pengatur Aliran (flow control valve)

Katup ini digunakan untuk mengatur volume aliran yangberarti mengatur kecepatan gerak piston (actuator).

Gambar 7 : Katup pengatur aliran (flow control valve) (Catalogue, hal. 56)

Fungsi dari pemasangan flow control valve pada rangkaian

pneumatik antara lain untuk membatasi kecepatan maksimum

gerakan piston/motor pneumatik, untuk membatasi daya yang

bekerja (daya = rata-rata aliran x tekanan), serta untuk

menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang

rangkaian pneumatik.


18/53

Gambar 8 : Penampang pengatur aliran (Peter P, dkk. , 1985 : 43)

Sehingga untuk memenuhi fungsi-fungsi tersebut di atas

maka flow control valve dibedakan menjadi beberapa jenis, antara

lain fixed flow control, variable flow control, flow control dengan

check valve dan flow control dengan relief valve.

c. Unit Penggerak (actuator)

Unit ini berfungsi untuk mewujudkan hasil transfer daya dari

tenaga fluida, berupa gerakan lurus atau gerakan putar. Penggerak

yang menghasilkan gerakan lurus adalah silinder penggerak,

sedangkan yang menghasilkan gerakan putar adalah motor

pneumatik.


19/53

1) Silinder Pneumatik

Dalam sistem pneumatik, silinder penggerak dibedakan

menjadi :a) Silinder Kerja Tunggal

Pada silinder ini udara mampat bekerja hanya pada

satu sisi. Untuk mengembalikan piston ke posisi semula

digunakan pegas. Cara pemasangan pegas ada 2 (dua)

macam, yaitu :

• Pegas dipasang pada sisi batang piston. Dalam hal ini

pegas hanya berfungsi untuk mengembalikan piston ke

posisi semula, sedangkan langkah kerja dilakukan oleh

tekanan udara mampat. Silinder penggerak jenis ini

biasanya digunakan untuk pencekaman, pengepresan,

pengungkitan, pengangkatan dan sebagainya.

• Pegas dipasang pada sisi yang tanpa batang piston.

Dalam hal ini pegas berfungsi sebagai pelaku langkah

kerja, sedangkan udara mampat dari sebelah sisinya

berfungsi untuk mengembalikan ke posisi semula yaitu

posisi tidak kerja.


20/53

Gambar 9 : Silinder- silinder pneumatik (Catalogue, hal. 43 dan 44)

b) Silinder Kerja Ganda

Silinder kerja ganda adalah apabila langkah kerja terjadi

pada kedua belah sisi piston, jadi udara mampat mendorong

pada sisi depan maupun sisi belakang secara bergantian.

2) Motor Pneumatik

Menurut bentuk dan konstruksinya, motor pneumatikdibedakan menjadi :

• Motor torak

• Motor baling-baling luncur

• Motor roda gigi

• Motor aliran


21/53

Gambar 10 : Rotary actuator (Catalogue, hal. 51)

Karakteristik motor pneumatik :

• Kecepatan putaran dan tenaga dapat diatur secara tak

terbatas.

• Batas kecepatan cukup lebar.

• Ukuran kecil sehingga ringan.

• Ada pengaman beban lebih.

• Tidak peka terhadap debu, cairan, panas dan dingin.

• Tahan ledakan.

• Mudah dalam pemeliharaan.

• Arah putaran mudah dibolak-balik.


22/53

BAB III

SISTEM KONTROL PNEUMATIK


Definisi Persoalan Dan Kondisi

Persoalan :

Guna mengatasi kekurangan-kekurangan yang terdapat pada pintu bus manual, makaakan didesain suatu pintu bus otomatis. Pintu ini akan dikontrol secara otomatis denganmenggunakan sistem kontrol pneumatik. Dengan adanya sistem kontrol ini makadiharapkan dapat mengatasi kekurangan-kekurangan yang ada pada pintu buskonvensional.

Kondisi-kondisi Bantu :

Adapun kondisi-kondisi yang diharapkan dari sistem kontrol pneumatik ini adalahsebagai berikut :

a. Pada saat bus sedang menunggu penumpang di terminal, halte atau

pada tempat-tempat pemberhentian bus lainnya, maka pintu bus

dalam kondisi terbuka.

b. Bila bus akan berangkat atau melanjutkan perjalanan, maka pintu bussegera ditutup.

c. Apabila di tengah perjalanan ada penumpang yang akan turun, maka

penumpang tersebut tinggal menekan tombol di depan pintu bus, dan

pintu akan segera membuka. Dan bila penumpang telah turun maka

pintu akan segera menutup kembali secara otomatis.

d. Saat akan menaikkan penumpang di tengah perjalanan, maka sopir

atau kondektur cukup menekan katup tombol dan pintu akan segera

terbuka secara otomatis. Setelah penumpang naik maka pintu bus

akan menutup kembali secara otomatis.


23/53

Energi Kerja Dan Ukuran Elemen

1. Energi Kerja

Operasi yang harus dilakukan oleh silinder dapat dibentuk dengan

gerakan garis lurus.

Gaya yang diperlukan : kecil (kurang dari 50.000 N)

Panjang gerakan : kecil (kurang dari 2000 mm)

Energi yang dipilih : pneumatik

2. Ukuran Elemen Kerja

Ukuran elemen kerja dipilih sesuai dengan hasil analisis sehinggagaya dan langkah cukup untuk mengoperasikan saklar batas.

Sket Posisional

Gambar 11 Sket posisional pintu bus otomatis dengan sistem kontrol pneumatik

Sekuensi Operasi

Sekuensi Kronologis

Silinder A bergerak mundur dan pintu bus membuka.

Silinder A bergerak maju dan pintu bus menutup.


24/53

Tabel Susunan

Tabel 1 Tahapan Kerja Sistem Kontrol Pneumatik

Tahapan Kerja Gerak Silinder

1 -

2 mundur

3 maju

Notasi Singkatan

A - (Silinder A mundur, pintu bus membuka)

A + (Silinder A maju, pintu bus menutup) Jenis Kontrol

Identifikasi kelompok utama :

Ini adalah suatu kontrol program (kontrol dengan suatu program kerja yang dilakukan secara otomatissesuai dengan kaidah-kaidah tertentu).

Jenis kontrol programnya adalah kontrol gerakan yang dikoordinasikan, dengan pertimbangan sebagaiberikut :

• Kepastian operasi.

• Penyelesaian paling murah dan sederhana.

• Tidak memerlukan perubahan program.

Energi Kontrol

Berkenaan dengan media kerja dan bidang persoalan, ada 2 (dua)

kemungkinan yaitu pneumatik dan elektrik. Dalam hal ini penyelesaian

seluruh pneumatik adalah kemungkinan paling menguntungkan, dengan

pertimbangan sebagai berikut :

• Hanya 1 (satu) bentuk energi untuk kerja dan kontrol, sehingga tidak membutuhkan konverter.


25/53

• Tingkat reliabilitas atau keandalan tinggi, karena tidak peka terhadaplingkungan yang mempengaruhi.

• Umurnya panjang.

Oleh karena itu, untuk sistem kontrol ini dipilih sistem kontrol pneumatik.

Diagram Rangkaian Kontrol Pintu Bus Otomatis

Silinder 1 A 1S11V5 1V6

4 2 1V4

1.4 (Y) 1.2 (X)5 3

1 1V3

1V2

1V1

Pintu bus Sopir Sopir

1S1 2 1S2 2 1S3 2 1S4 2

1 3 1 3 1 3 1 3

0Z1

Gambar 12 Diagram Rangkaian Kontrol Pintu Bus OtomatisKeterangan :

= Silinder kerja ganda


26/53


27/53

=

Katup tuas 3/2 dengan penahan

= Unit pelayanan udara

= Sumber udara mampat

= Saluran kontrol

= Saluran kerja


28/53


29/53

Table 2 Tabel Biner Gerakan Pintu Bus

1S1 1S2 1S3 1S41V4 A KETERANGAN

1.2 (X) 1.4 (Y)

0 0 0 0 0 0 tidak tentu

0 0 0 1 1 0 0 sil. mundur (pintu membuka)







1 0 0 0 0 1 1 sil. maju (pintu menutup)

1 0 0 1 1 1 * tidak tentu

1 0 1 0 1 1 * tidak tentu1 0 1 1 1 1 * tidak tentu





Keterangan := tidak ada tekanan udara pada saluran 1.2 (X) dan saluran 1.4 (Y)

* = ada tekanan udara pada kedua saluran 1.2 (X) dan 1.4 (Y)

Untuk Saluran 1.2 (X)

Persamaan matematisnya :

X = (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 )

X = (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 )


30/53

Diagram Karnought :

S2

0S1

0

S3

S4

X = S 2 ∨ S 3 ∨ S 4

Gambar 15 Diagram Karnought untuk saluran 1.2 (X)

Untuk saluran 1.4 (Y)

Persamaan matematisnya :

Y = (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 )

Y = (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 ) ∨ (S 1 ∨ S 2 ∨ S 3 ∨ S 4 )


31/53

Diagram Karnought

S2

1 1 1 1

S1

1 1 1 1

S4

Y = S 1

S3

Gambar 16 Diagram Karnought untuk saluran 1.4 (Y)

Cara Kerja Rangkaian

Pada saat bus sedang menunggu penumpang di terminal, halte ataupun tempat-

tempat pemberhentian bus lainnya, maka pintu dikondisikan terbuka terus.

Hal ini dimungkinkan dengan mengoperasikan katup 1S4.

Ketika katup 1S4 dioperasikan, saluran 1 terbuka, saluran 3 tertutup, aliran udara dari

saluran 1 ke saluran 2 menuju saluran 1.2 (X) pada katup 1V4 melalui katup 1V3.

Aliran udara pada katup 1V4 adalah udara masuk saluran 1 keluar saluran 2menuju saluran silinder bagian depan melalui katup 1V6. Udara mendorongsilinder ke belakang (A-). Udara dalam silinder bagian belakang didorong keluarmenuju saluran 4 dan keluar saluran 5 pada katup 1V4 melalui katup 1V5. Dengangerakan A- (silinder mundur) maka pintu bus akan terbuka.


32/53

Pada saat kondisi pintu bus terbuka maksimal, akan mengaktifkan katup 1S1. Sehinggaaliran udara pada katup 1S1 adalah saluran 1 terbuka, saluran 3 tertutup, udara mengalirdari saluran 1 ke saluran 2 dan selanjutnya diteruskan ke katup 1V1. Aliran udara ini akanmengaktifkan katup 1V1 sehingga udara dari kompresor akan mengalir ke katup 1V4

melalui saluran 1.4 (Y).

Pada saat yang bersamaan, pada saluran 1.2 (X) masih terdapat udara mampat sehingga

kondisi ini tidak akan mempengaruhi posisi katup 1V4. Posisi silinder masih dalam kondisi

awal dan posisi pintu bus masih dalam keadaan terbuka terus. (lihat gambar 17)

Silinder 1 A 1S1

1V5 1V6

1V4 4 2

1.4 (Y) 1.2 (Y)5 3

1V31

1V1

1S4 Sopir1S1 2 2

1 3 1 3

Gambar 17 Membuka pintu bus dengan menggunakan katup 1S4

Pada saat bus akan berangkat, sopir/kondektur bus harus menutup pintu bus

terlebih dahulu. Untuk itu maka katup 1S4 harus dikembalikan ke posisi

semula. Saluran 1 tertutup dan saluran 3 terbuka. Udara mampat pada

saluran 1.2 (X) akan mengalir ke katup 1V3 menuju saluran 2 dan dibuang

melalui saluran 3 pada katup 1S4. Akibatnya udara pada saluran 1.4 (Y)

akan mendorong katup 1V4 sehingga aliran udara pada katup 1V4 adalah

udara dari kompresor masuk saluran 1 diteruskan ke saluran 4 menuju

katup 1V5 dan kemudian masuk ke saluran silinder bagian belakang. Udara

pada bagian depan akan didorong ke luar melewati katup 1V6 menuju


33/53

saluran 2 dan dibuang melalui saluran 3 pada katup 1V4. Dengan gerakan

maju ini (A+), pintu bus akan segera tertutup (lihat gambar 18 )

Silinder 1 A 1S1

1V5 1V6

4 21V4

1.4 (Y) 1.2 (X)

5 3

1V3

1

1V1

1S1 2 1S4 2 Sopir

1 3 1 3

Gambar 18 Menutup pintu bus dengan menggunakan katup 1S4

Apabila di tengah perjalanan ada penumpang yang akan turun, maka untuk

membuka pintu, penumpang tinggal menekan katup 1S2. Pada waktu katup

1S2 ditekan maka saluran 1 terbuka dan saluran 3 tertutup. Aliran udara

dari saluran 1 menuju saluran 2 untuk selanjutnya diteruskan ke 1V2 dan

1V3, kemudian menuju ke katup 1V4 melalui saluran 1.2 (X). Aliran udara

pada katup 1V4 udara masuk saluran 1 menuju saluran 2 kemudianditeruskan ke katup 1V6. Selanjutnya diteruskan ke silinder melalui

saluran bagian depan. Udara mendorong silinder ke belakang. Udara pada

bagian belakang silinder akan didorong ke luar melalui katup 1V5 menuju


34/53

saluran 4 dan dibuang melalui saluran 5. Silinder bergerak mundur (A-)

dan pintu bus terbuka (lihat gambar 19).

Silinder 1 A 1S1

1V5 1V6

1V4

4 2

1.4 (Y) 1.2 (X)

5 3

1V3

1

1V2

1V1

Pintu bus

1S1 2 2 1S2

1 3 1 3


Pada waktu pintu terbuka maksimal maka akan mengaktifkan katup 1S1.

Dengan terbukanya katup 1S1, maka katup 1V1 akan mengalirkan udara

dari kompresor menuju katup 1V4 melalui saluran 1.4 (Y).

Pada saat udara masuk ke saluran 1.4 (Y), pada saluran 1.2 (X) tidak adaudara mampat karena pada saat katup 1S2 dilepas maka posisi akan kembali keposisi awal. Sehingga udara pada saluran 1.2 (X) akan segera dibuang ke udarabebas melalui saluran 3 pada katup 1S2. Akibatnya silinder akan bergerak maju(A+) dan pintu bus akan segera menutup kembali (lihat gambar 20).


35/53

Silinder 1 A 1S1

1V5 1V61V4

4 21.4 (Y) 1.2 (X)

5 3

1 1V3

1V2

1V1

Pintu bus

2 1S1 2 1S2

1 3 1 3


Apabila akan menaikkan penumpang di tengah perjalanan, maka untukmembuka pintu bus, dilakukan oleh sopir atau kondektur bus tersebut

yaitu dengan cara menekan katup 1S3. Ketika katup ditekan, maka saluran

1 terbuka, saluran 3 tertutup, udara mengalir dari saluran 1 ke saluran 2

untuk selanjutnya diteruskan ke saluran 1.2 (X) pada katup 1V4 melalui

katup 1V2 dan katup 1V3. Aliran udara ini akan mengubah arah aliran pada

katup 1V4 yaitu udara masuk dari saluran 1 ke saluran 2 menuju katup

1V6. Selanjutnya masuk ke silinder melalui saluran bagian depan. Silinder

bergerak mundur (A-) dan pintu bus akan terbuka (lihat gambar 21)


36/53

Silinder 1 A 1S1

1V1

1S1 2

1 3

1V5 1V61V4

4 21.4 (Y) 1.2 (X)

5 3

1 1V3

1V2

1S3 2 Sopir

1 3


Pada saat pintu terbuka maksimal maka akan mengaktifkan katup 1S1sehingga udara dari kompresor akan mengalir dari saluran 1 ke saluran 2

menuju katup 1V1. Dengan terbukanya katup 1V1, maka udara dari

kompresor akan masuk ke katup 1V4 melalui saluran 1.4 (Y). Akibatnya

udara dari kompresor akan mengalir dari saluran 1 ke saluran 4 menuju

katup 1V5 menuju silinder bagian belakang. Maka silinder akan bergerak

maju (A+) dan pintu akan tertutup kembali (lihat gambar 22).


37/53

Silinder 1 A 1S1

1V5

4 2 1V4

1.4 (Y)5 3

1V6

1.2 (X)

1V3

1

1V2

1V1

2 1S1 1S3 2Sopir

1 3 1 3


Fungsi-fungsi katup 1V5 dan 1V6 adalah untuk mengatur kecepatan gerak

pintu bus pada saat membuka dan menutup.

Katup 1V1 merupakan katup tunda waktu. Katup ini berfungsi untuk

memberikan selang waktu pintu bus menutup kembali setelah pintu busterbuka.

Sedangkan katup 1V2 dan 1V3 merupakan katup balik fungsi “ATAU” yang

memungkinkan pintu bus dapat dioperasikan dengan menggunakan beberapa


38/53

jenis katup pneumatik menurut situasi dan kondisi pada saat pintu bus tersebut

dioperasikan.


39/53

BAB IV

ANALISA SISTEM KONTROL PNEUMATIK


Kompresor

Kompresor yang dipilih adalah kompresor jenis torak dengan pertimbangan sebagaiberikut :

1. Kompresor torak hampir tidak memerlukan perbaikan dibandingkandengan kompresor berputar.

2. Untuk instalasi mobil maka untuk untuk jenis torak dengan kapasitas

yang kecil masih menguntungkan (kurang dari 200 kg per m

3

udaramampat efektif).

3. Sampai ukuran besar tertentu (kurang dari 10 m3 /menit) merupakan

mesin langkah ganda yang terbaik.

Tangki udara mampat

Ke sistem kontrol

Kompresor pneumatik Gambar 23 Penggerak InstalasiKompresor


40/53

Ukuran Tangki Udara

Diket : Kapasitas kompresor = 145 l /min

= 145.10-3 m3 /min.Banyaknya kontak/h= 20

Kerugian tekanan = 0,1 bar (10 kPa)

Tabung yang digunakan mempunyai volume 0,12 m3 dengan tekanan 10

bar. Maka kapasitas tabung tersebut adalah :

volume tabung x tekanan absolut = 0,12 x ((10+1)/1)

= 1,32 m3

Besarnya tangki penyimpanan (berdasarkan diagram):

VB = 1,2 m3

(lihat lampiran 5, Diagram Volum Simpan Tangki Udara)

Perhitungan Silinder

Data :

Diameter dalam piston : d1 = 50 mm

Diameter batang piston : d2 = 25 mm

Panjang langkah piston : s = 300 mm

Tekanan pengukuran : pe = 8 bar

Efisiensi : η = 0,8 (asumsi)

Apabila suhu udara setelah pemampatan adalah 40° C (asumsi), makakandungan uap air jenuhnya = 51 g/m

3 (lihat lampiran 3, Dew Point Curve)

s

1

2

d d

1. Gaya gerak piston (F)

F = p . A.η .... ………….(Volker von der Heide/Franz Josef e Gambar 24 Penampang silinder kerja ga nda

Hölken, 2000 : 44)

Dimana :F =gaya gerak piston (N)pe = tekanan pengukuran (N/cm2)A =luas penampang piston (cm

2)

η = efisiensia. Langkah Maju


41/53

F 1 = pe . A1.η Dimana :

A1= π .d 1

2

4

= 0,785 . 52

= 19,625 cm2

pe = 8 bar

= 8 .10 N/cm2

F1 = (8.10) . 19,625 . 0,8

= 1256 N

b. Langkah Mundur

F 2 = pe . A2 .η Dimana :

A2

= π

(d 1

2 − d 22

)4= 0,785 . (52 – 2,52)

= 14,719 cm2

F2 = (8.10) . 14,719 . 0,8= 942 N

2. Kebutuhan Udara Mampat (qv)

Kebutuhan udara mampat untuk silinder kerja ganda digunakan persamaan sebagai berikut

qv = A.s.n. p

e +

p

amb .2 ……………(Volker von der Heide/Franz Josef

pamb

Hölken, 2000 : 46)

Dimana :

qv = kebutuhan udara mapat (l/min)

s = panjang langkah piston (dm)n = jumlah langkah tiap menit

pamb = tekanan udara luar (bar)

= 1 bar

qv = 0,19625.3.1. (8

+

1)

.2 1

q v = 10 ,598 l/min

3. Kecepatan Gerak Piston

(v)


42/53

qv = v. A ……(Volker von der Heide/Franz JosefHölken, 2000 : 40) Dimana :

v = kecepatan gerak piston (m/min)a. Langkah maju

v1 = q

v= 10,598.100

A1 19,625

v1 = 54,003 dm/min = 5,4 m/min b.Langkah mundur

v2 = q

v= 10,598.100

A2 14,719

v 2 = 72,002 dm/min = 7,2 m/min4. Waktu yang dibutuhkan (t)

s

v

= t ……..…(Volker von der Heide/Franz JosefHölken, 2000 : 228) Dimana :

t = waktu yang dibutuhkan


43/53

a. Langkah maju

t 1 = s =

0,3 v1 5,4

t 1 = 0,056 menit = 3,36 detik

b. Langkah mundur

t2 = s =

0,3 v2 7,2

t 2 = 0,042 menit = 2,52 detik

Kebutuhan Komponen-Komponen Pneumatik

Dalam pembuatan sistem kontrol pneumatik pada pintu bus otomatis dibutuhkan komponen-komponenpneumatik sebagai berikut :

Tabel 3 Daftar kebutuhan komponen-komponen pneumatik

NO NAMA KOMPONEN JUMLAH KET.

1 Silinder kerja ganda 1 buah

2 Katup kontrol aliran satu arah 2 buah

3 Katup 5/2 untuk kontrol silinder, katup

kontrol ganda 1 buah

4 Katup balik fungsi "ATAU" 2 buah

5 Katup tunda waktu 1 buah

6 Katup batas 3/2 dengan pegas pembalik 1 buah

7 Katup tombol 3/2 dengan pegas pembalik 2 buah

8 Katup tuas 3/2 dengan penahan 1 buah

9 Unit pelayanan udara 1 unit10 Kompresor dan perlengkapannya 1 unit

11 Sambungan Tee 5 buah

12 Nipel/adaptor 37 buah

13 Peredam/silencer 7 buah

14 Selang pneumatik secukupnya


44/53

B A B V

P E N U T U P

A. Kesimpulan

Sistem kontrol pneumatik pada pintu bus otomatis adalah suatu jenis

sistem kontrol yang digunakan untuk mengendalikan gerak pintu bus

secara otomatis dengan menggunakan jenis fluida udara mampat. Sistem

kontrol ini merupakan salah satu alternatif pemecahan masalah untuk

mengatasi kekurangan-kekurangan yang ada pada pintu bus sistem manual

yang ada saat sekarang.

Dengan dibuatnya sistem kontrol pneumatik ini maka akandiperoleh beberapa keuntungan antara lain :

1. Pintu bus otomatis dengan konstruksi yang sederhana karenakomponen-komponen yang dibutuhkan sedikit dan murah.

2. Pintu bus yang mudah dioperasikan karena untuk membuka dan

menutup pintu tersebut selain dapat dilakukan oleh sopir bus tersebut

dengan cara menekan tombol katup, dapat dikontrol secara otomatis

pada saat penumpang akan turun dan menginjak lantai di depan pintu

bus, sehingga tidak merepotkan penumpang yang akan naik maupun

turun bus tersebut karena tidak perlu membuka dan menutup pintu

bus secara manual.

3. Mudah dalam hal perawatan dan pemeliharaan sistem kontrol pintubus tersebut karena konstruksi pneumatik sederhana.


45/53

4. Memenuhi persyaratan keamanan dan keselamatan penumpangnya

karena pintu bus tertutup dengan baik sehingga kecelakaan seperti

terjatuh atau terlempar dari kendaraan dapat dihindari.

B. Saran

1. Bagi dunia pendidikan :

Pembuatan sistem kontrol pneumatik pada pintu bus

otomatis merupakan salah satu contoh penggunaan udara mampat.

Dengan adanya contoh ini diharapkan bagi dunia pendidikan lebih

giat lagi dalam penelitian tentang kemungkinan-kemungkinan

penggunaan udara mampat.

2. Bagi dunia usaha/industri :

Agar dapat memanfaatkan sebaik mungkin teknologi-

teknologi yang ada khususnya tentang penggunaan udara mampat.

Selain itu juga bagi dunia usaha/industri diharapkan partisipasinya

dalam hal penelitian dan pengembangan teknologi yang

dilaksanakan oleh dunia pendidikan mengingat keterbatasan-

keterbatasan yang ada pada dunia pendidikan.


46/53

DAFTAR PUSTAKA

H. Meixner, E. Saver, 1989, Introduction to Electro-Pneumatic, Esslingen : Festo DidacticKG.

Joseph J Sullivan, Hadi Podo, 1996, Kamus Ungkapan Inggris-Indonesia Dictionary of

Idioms and Idiomatic Expressions, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Peter Patient, Roy Pickup, Norman Powell, 1985, Pengantar Ilmu Teknik Pneumatika, Alih BahasaAlex Tri Kantjono Widodo, Jakarta : Gramedia.

Sisjono, 1997, Sistem Kontrol Nyumatik, Bandung : Departemen Pendidikan dan KebudayaanDirektorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah Pusat Pengembangan PenataranGuru Teknologi Bandung.

______, 1999, Pneumatik dan Hidrolik Lanjut, Bandung : Departemen PendidikanNasional Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah Pusat PengembanganPenataran Guru Teknologi Bandung.

______, Petrus Uty, 2001, Dasar-dasar Teknik Otomasi, Bandung : Departemen PendidikanNasional Direktorat Pendidikan Dasar dan Menegah Pusat Pengembangan PenataranGuru Teknologi Bandung.

Sugihartono, 1992, Dasar-dasar Teknik Kontrol Pneumatik, Bandung : Divisi PengembanganBahan Belajar PPPG Teknologi Bandung.

__________, 1995, Diagram Rangkaian Pneumatik, Bandung : Media Cetak PPPG TeknologiBandung.

S. Wojowasito, Tito Wasito W, 1980, Kamus Lengkap Inggris-Indonesia Indonesia- Inggris, Bandung : Penerbit Hasta.

Suyanto, 2002, Kumpulan Modul Latihan Lewat Simulator Pneumatik Tingkat Dasar, Yogyakarta:Universitas Negeri Yogyakarta.


47/53

Thomas Krist, 1993, Dasar - dasar Pneumatik, Alih Bahasa Dines Ginting, Jakarta :Erlangga.

Tim Penulis, Pneumatik, Jakarta : Festo Didactic

Volker von der Heide, Franz-Josef Hölken, Arbeitsbuch Steuerungstechnik Metall Lehrerhandbuch,Köln : D mler


48/53

Lampiran 1

MECHANICAL VALVE 1



49/53

Lampiran 2

MECHANICAL VALVE 2



50/53


51/53

Lampiran 4

BATAS-BATAS EKONOMIS PNEUMATIK DAN HIDROLIK

(Dasar-dasar Pneumatik, hal. 13)


52/53

Lampiran 5

DIAGRAM VOLUM SIMPAN TANGKI UDARA

(Pneumatik, hal. 122)


53/53

Lampiran

BATAS-BATAS EKONOMIS PNEUMATIK DAN HIDROLIK

(Dasar-dasar Pneumatik, hal. 13)

Documents

Sistem Kontrol Pneumatik Pada Pintu Bus