TUGAS AKHIR - LS 1336 PERANCANGAN SISTEM PENGATURAN UDARA PADA KAMAR MESIN DENGAN CONTROL PWM ERWIN SUGILAR NRP 4204 109 514 Dosen Pembimbing Eddy Setyo K,ST,MSc JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2007

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN SISTEM PENGATURAN UDARA PADA KAMAR

MESIN DENGAN CONTROL PWM

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh : ERWIN SUGILAR Nrp. 4204 109 514

Disetujui Oleh Pembimbing Tugas Akhir : Eddy Setyo K,ST,MSc ....................( )

Surabaya Februari , 2007

iv

Halaman ini sengaja dikosongkan

v

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN SISTEM PENGATURAN UDARA PADA KAMAR

MESIN DENGAN CONTROL PWM

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh : ERWIN SUGILAR Nrp. 4204 109 514

Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS : Ir. Suryo Widodo Adji, MSc ..................( )

Surabaya Februari, 2007

vi

Halaman ini sengaja dikosongkan

vii

PERANCANGAN SISTEM PENGATURAN UDARA PADA KAMAR MESIN

DENGAN CONTROL PWM

Nama Mahasiswa : Erwin Sugilar NRP : 4204 109 514 Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan Dosen Pembimbing : Eddy Setyo K,ST,MSc Abstrak

Sistem pengaturan motor DC menggunakan system modulasi lebar pulsa memiliki banyak keunggulan,seperti kemudahan dalam pengendalian pengaturan kecepatan motor DC. Prinsip system pengaturan motor DC adalah dengan pengaturan tegangan menggunakan metode modulasi lebar pulsa(PWM). Pengaturan kecepatan putar motor DC dapat di aplikasikan pada sistem pengaturan udara , PWM digunakan untuk mengatur kecepatan putar kipas atau blower pada kamar mesin.

Sistem pengaturan udara dalam kamar mesin ini terdiri dari beberapa sistem diantaranya, sensor suhu LM35 digunakan untuk mendeteksi besar suhu yang terjadi. Suhu yang terbaca oleh sensor suhu ditampilkan dalam LCD matrik 2x16. Mikrokontroller AT89S51 digunakan untuk mengolah data dari sensor untuk diproses dan di setting sesuai dengan kebutuhan, dan PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor DC. Kecepatan motor DC bertambah sesuai dengan kenaikan suhu yang terjadi pada ruang kamar mesin. Kata kunci: motor DC, PWM, sensor suhu LM35, LCD matrik 2x16, AT89S51.

viii

Halaman ini sengaja dikosongkan

ix

DESIGN OF AIR CONDITIONING SYSTEM IN ENGINE ROOM BY USING PWM CONTROL

Student Name : Erwin Sugilar NRP : 4204 109 514 Department : Marine Engineering Supervisor Name : Eddy Setyo K,ST,MSc Abstract

System of arrangement of DC motor that use the wide modulation system has a lot of benefith, such as easy to arrange the speed of DC motor. Principal system of arrangement DC motor with the voltage regulation use the wide modulation method (PWM). Speed arrangement of DC motor can applicated at air conditioning system , PWM used to arrange the rotation speed of fan or blower at machine room.

Air conditioning system in this machine room consists of some system such the temperature censor LM35 that used to detect temperature happened. The temperature read by temperature censor presented in LCD matrik 2x16. Microcontroller AT89S51 is used for mix data from censor to be processed and setted as according to requirement, and PWM is used to arrange the speed of DC motor. Speed of DC Motor increase as according to temperature increase that happened at space of machine room. Keyword : DC motor , PWM, temperature censor LM35, LCD matrik 2x16, AT89S51

x

Halaman ini sengaja dikosongkan

xi

KATA PENGANTAR Dengan mengucap puji syukur Alhamdullilah kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul PERANCANGAN SISTEM PENGATURAN UDARA PADA KAMAR MESIN DENGAN CONTROL PWM ini pada waktu yang telah ditentukan. Tugas akhir ini disajikan dalam bentuk laporan tertulis sebagai bentuk ilmiah sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Atas selesainya tugas akhir ini, tidak lupa penulis mengucapkan banyak banyak terimakasih kepada :

1. Bapak Ir. Suryo Widodo Adji,Msc selaku ketua jurusan Teknik Sistem Perkapalan.

2. Bapak Eddy Setyo K, ST, Msc selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah banyak membantu demi keberhasilan penelitian ini.

3. Bapak Masrury, Sardono,Indra R selaku dosen penguji. 4. Keluarga di rumah khususnya kedua orangtua, adikku

yang telah memberikan harapan-harapannya sehingga semangat diri penulis tidak pernah padam.

5. Amilia K M, Bekti W A , yang selalu memberikan dorongan semangat.

6. Mas Solikh,Mas Norman, Jack, Surem. Yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Para sahabat dan rekan rekan lainya yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

8. Dan kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam pengerjaan tugas akhir ini.

Penulis hanyalah seorang manusia biasa,untuk itu sebagai

manusia biasa penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih

xii

banyak kekurangan. Kritik dan saran yang bersifat membangun akan selalu saya terima demi sempurnanya laporan ini.

Akhirnya penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Tidak lupa penulis juga berdoa dan berharap agar amal ibadah dan budi baik semua pihak yang telah membantu dan membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini senantiasa mendapat ridlo dari Allah SWT

Surabaya, Pebruari 2007

Penyusun

xiii

Halaman ini sengaja dikosongkan

xiv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ........................................................................... i Lembar Pengesahan ................................................................. iii Abstrak .......................................................................................v Abstract ..................................................................................... vii Kata Pengantar .......................................................................... ix Daftar Isi ................................................................................... xv Daftar Gambar ...................................................................... xvii Daftar Tabel .............................................................................. xix Daftar Simbol ............................................................................ xxi BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang.....................................................................I-1 1.2 Perumusan masalah.................................................................I-3 1.3 Batasan masalah......................................................................I-3 1.4 Tujuan tugas akhir.................................................................I-4 1.5 Manfaat tugas akhir................................................................I-4 1.6 Metodelogi...............................................................................I-4 1.7 Sistematika laporan..................................................................I-5

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian pengaturan udara..................................................II-1 2.2 Pengertian sensor...................................................................II-2 2.3 LM 35.....................................................................................II-3 2.4 Diskripsi sistem pengendali berbasis

microcontroller AT 89S51.I-5.................................................. 2.5 Konfigurasi pin dari microcontroller.................................II-7 2.6 Analog digital converter......................................................II-11 2.7 Liquid cristal delay..............................................................II-12 2.8 Pulse width modulatian........................................................II-13 2.9 Motor Dc.............................................................................II-14

BAB III METODELOGI PENELITIAN

3.1 Perencanaan hardware..........................................................III-1 3.2 Antar muka LCD dengan AT89S51.....................................III-3 3.3 Penampilan data input dari keypad ke LCD..................III-6

xv

3.4 Penampilan data input dari ADC.........................................III-8 3.5 Pengambilan data dari keypadIII-9 3.6 Rangakaian PWM...............................................................III-10 3.7 Penentuan kapasitas blower................................................III-11 3.8 Perhitungan beban panas pada kamar mesin......................III-12

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Tujuan................................................................IV-1 4.2 Alat yang digunakan.............................................................IV-1 4.3 Prosedur pengujian....................................................IV-1 4.4 Hasil pengujian....................................................................IV-2

BAB V KESIMPULAN DAN PENUTUP 5.1 Kesimpulan..........................................................................V-1 5.2 Saran saran......................................................................V-2

Daftar Pustaka Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Lampiran G Lampiran H

xvi

DAFTAR GAMBAR-GRAFIK Nomor Gambar -Grafik Halaman 2.1 Kurva resonansi 11 2.2 Gangguan penyebab getaran abnormal 11 2.3 Monitor vibrasi secara offline 12 2.4 Grafik hubungan amplitudo Pergeseran, Kecepatan dan Percepatan 14 2.5 Grafik amplitudo kecepatan 15 2.6 Grafik amplitudo RMS 16 2.7 Zone tipikal spektrum getaran permesinan 17 2.8 Tipikal spektrum unbalance 20 2.9 Tipikal spektrum misalignment 20 2.10 Tipikal spektrum keausan mekanis tipe A 21 2.11 Tipikal spektrum keausan mekanis tipe B 21 2.12 Tipikal spektrum keausan mekanis tipe C 22 2.13 Tipikal spektrum masalah sabuk tipe A 22 2.14 Tipikal spektrum masalah sabuk tipe B 23 2.15 Tipikal spektrum hidrolik-dinamik 24 2.16 Tipikal spektrum aliran turbulen 24 2.17 Tipikal spektrum fenomena kavitasi 25 2.18 Tipikal spektrum eksentrisitas stator 25 2.19 Tipikal spektrum sinkron motor-ausnya koil stator 26 3.1 Arah penempatan sensor 28 3.2 Proses timbulnya frekuensi sinyal elektris 29 3.3 Penampang dalam velocity transducer 30 3.4 Velocity transducer-Accelerometer ASH 201-A 31 3.5 Pengambilan data secara offline 32 4.1 Potongan pompa secara umum 36 4.2 Tampilan pompa keseluruhan 36 4.3 Tampilan depan pompa dan trust bearing 37

xvii

4.4 Tampilan belakang pompa dan trust bearing 37 Nomor Gambar -Grafik Halaman 4.5 Spektrum horisontal di inboard bearing 38 4.6 Spektrum vertikal di inboard bearing 38 4.7 Spektrum vertikal di outboard bearing 39 4.8 Spektrum vertikal di outboard bearing 39 4.9 Spektrum aksial di outboard bearing 40 4.10 Spektrum horisontal di inboard bearing 41 4.11 Spektrum horisontal di outboard bearing 42 4.12 Spektrum aksial di outboard bearing 43 4.13 Kondisi aus/wear pada shaft area inboard bearing 44 4.14 Kondisi shaft area nut sleeve mengalami grooving 44 4.15 Wear ring pada impeler (IB) mengalami grooving 45 4.16 Wear ring pada impeler (OB) mengalami grooving 45 4.17 Wear ring pada casing (IB) mengalami grooving 46 4.18 Wear ring pada casing (OB) mengalami grooving 46 4.19 Ball bearing-I 46 4.20 Ball bearing-O 47 4.21 Standar tipikal spektrum misalignment 48 4.22 Standar tipikal spektrum loosenes 48 4.23 Ukuran celah bantalan 49 4.24 Keausan pada bearing yang menumpu poros 50

xviii

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Halaman 2.1 Standar Vibrasi ISO 2337 19

Halaman ini sengaja dikosongkan

xix

DAFTAR SIMBOL

xx

A = Amplitudo A = Acceleration (mm/seconds2 / or Inch / seconds2) V = Velocity (mm/second or Inch /seconds) D = Displacement (mm, Inch) F = Frequency (Hertz, Cycle Per Seconds, Cycle Per Minutes) CPM = Cycle Per Minutes CPS = Cycle Per Seconds RMS = Root Mean Square T = Periode (seconds,minute,hours)