PEMBUATAN DINAMOMETER DILENGKAPI DENGAN PENGUKURAN ...

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

mailto:[email protected]

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 )

PEMBUATAN DINAMOMETER DILENGKAPI DENGAN PENGUKURAN ...

Documents

Transcript of PEMBUATAN DINAMOMETER DILENGKAPI DENGAN PENGUKURAN ...