Profi Pneumatic 2 Activity Booklet

___________________________________________________________________________________________

1 77791 Profi Pneumatic II

___________________________________________________________________________________

PROFI PNEUMATIC II

1. Pendahuluan Diantara kita tentu sudah tidak asing lagi dengan penggunaan tenaga udara. Sebagai contoh udara dapat menggerakkan kincir angin, dengan udara kita dapat memompa balon atau mematikan lilin. Ilmu Pneumatic mempelajari khususnya pembangkitan gerakan dengan udara dan pentransferan/pemindahan dayanya. Dalam kit Fischertechnik ini kita akan mempelajari fungsi komponen-komponen Pneumatic. 1.1 Pembangkitan Gerakan dengan Udara Pertama-tama, kita akan membangkitkan sebuah gerakan dengan udara. Dan untuk maksud ini, kita akan menggunakan sebuah Pneumatic Cylinder (Silinder Pneumatic).

Di dalam kit terdapat dua macam silinder: silinder yang lebih kecil dengan batang piston hitam dan silinder yang lebih besar dengan batang piston biru. Kita akan memulai dengan menggunakan silinder dengan batang piston biru. Batang Piston dalam posisi mobil/bergerak, dan disegel/ditempelkan pada dinding silinder. Batang Piston bergerak jika tiupan udara masuk ke silinder melalui salah satu dari dua pipa penghubung/masuk (tubing connection). Pipa masuk tujuan gerakan batang piston ditandai

Klub Robotik G - COM Teknologi www.KlubRobotik.com Profi Pneumatic II 1/12.

___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

dengan “A” (Koneksi A) sedangkan pipa masuk yang dijauhi oleh batang piston ditandai dengan “B” (Koneksi B). Percobaan Kenakan sepotong selang penghubung warna biru ke Koneksi A dan tiuplah ke dalam Koneksi A dengan kuat. Jika anda mempunyai nafas cukup kuat maka batang piston akan bergerak.

Sekarang, tiup udara melalui Koneksi B, dan pada saat bersamaan tutup Koneksi A dengan jari anda. Apa yang terjadi ? Benar, tak akan terjadi apapun. Dapatkah anda terangkan ?

Penjelasan Udara di dalam silinder tidak dapat keluar dan itulah yang menyebabkan batang piston tidak dapat bergerak. Jenis silinder yang kita gunakan dalam percobaan sebelumnya dan yang mana batang piston dapat bergerak juga demikian dengan udara yang diisikan ke dalamnya disebut “double-acting cylinders”. Sebetulnya ada juga jenis silinder “single-acting” atau “unidirectional cylinders”. Batang piston dalam silinder tersebut hanya dapat bergerak satu arah demikian juga gerakan udaranya. Sering digunakan per/pegas untuk gerakan kea rah lainnya. Nah, silinder yang lebih kecil dengan batang piston hitam yang ada di kit merupakan “unidirectional cylinders”. Batang piston pada silinder tersebut keluar dari rumahnya (housing) dan tidak disegel.

Disini udara keluar jika tiupan udara ke dalam silinder melalui Koneksi B. Karena inilah batang pistonnya dapat bergerak lebih mudah dibandingkan dengan batang piston pada “double-acting cylinder”.


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

1.2 Tekanan Udara Percobaan:

Sekali lagi ambil silinder dengan batang piston biru dan tarik keluar sepenuhnya batang piston tersebut. Jaga Koneksi A tertutup dan coba dorong/tekan batang piston tersebut. Apa yang anda amati ? Pengamatan: Batang piston hanya mampu didorong dalam jarak pendek. Jika anda coba lebih jauh, piston akan melenting kembali. Jawaban: Udara di dalam silinder dapat dikompres. Lebih jauh ia ditekan, lebih jauh tekanan di dalam silinder. Anda dapat mengukur dan menghitung tekanan tersebut. Satuan ukur tekanan (pressure) disebut “bar” atau “Pascal”. Rumus untuk menghitung besarnya tekanan adalah: Tekanan (Pressure) = Force (Tenaga)/Luas permukaan (Area) atau p= F/A Sehingga besarnya tekanan tergantung berapa banyak tenaga yang kita gunakan pada luas permukaan yang di sekeliling di dalam silinder. 1.3 Lebih Banyak Tenaga melalui lebih banyak tekanan Sekarang kita ingin menentukan besarnya tenaga yang mampu kita gunakan silinder. Bangun model seperti pada hal. 5 buku manual.

Percobaan 1-Lifting Platform (Lihat Manual Konstruksi- hal. 5) Pertama coba gerakkan Platform ke atas dengan meniup udara ke dalam silinder melalui pipa saluran (tube). Meskipun usaha kita sekuat mungkin tetapi Platform tetap diam. Percobaan 2-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 7) Sekarang kita menggunakan silinder kedua dengan batang piston warna biru, letakkan disebelah lifting platform. Cabut/tarik batang piston sepenuhnya (seperti pada gambar buku


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

manual), dan hubungkan pipa saluran dari silinder platform ke Koneksi A pada silinder kedua. Kemudian tekan batang piston pada silinder kedua. Apa yang terjadi? Lifting platform bergerak ke atas. Tarik kembali ke atas batang piston silinder kedua dan kita akan melihat lifting platform bergerak kebawah kembali. Apa yang terjadi sebagai contoh, jika kita meletakkan sebuah buku pada lifting platform dan cobalah gerakkan platform tersebut ke atas. Pertama, kita harus mengkompres udara di dalam silinder cukup banyak sebelum kita dapat menggerakkan buku ke atas. Lifting platform hanya mampu terangkat sedikit. Bagaimana hal tersebut bisa terjadi? Lebih banyak tenaga yang diperlukan untuk mengangkat buku tersebut ke atas. Kita dapat memperoleh tenaga tersebut dengan menambah tekanan pada silinder lifting platform. Udara yang terkompres membutuhkan ruang lebih sedikit di dalam silinder. Dengan kata lain untuk kasus mengangkat buku, udara yang terkompres yang tersedia di dalam silinder masih kurang untuk mengangkat lebih jauh lifting platform bersama buku tersebut. Kita harus lebih banyak memompa udara terkompres ke dalam silinder. Dan untuk maksud tersebut kita menggunakan Klep Uji (Check Valve). 1.4 Klep Uji

Klep uji dengan mudah dilekatkan ke Koneksi A pada silinder. Pipa saluran kemudian dihubungkan ke Klep Uji. Sekarang, jika kita mencabut batang piston dari silinder, klep uji mengisap udara diluar silinder masuk ke dalam silinder. Jika kita mendorong batang piston lebih jauh ke dalam, udara akan terpompa keluar melalui saluran pipa melalui bukaan kedua pada Klep Uji, sedangkan koneksi pertama tetap tertutup. Sekarang kita memiliki konstruksi pompa udara seperti pompa ban sepeda.


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

Percobaan 3-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 7) Sekarang hubungkan pompa tangan sebelumnya pada Klep Uji (pada bukaan kedua) dengan pipa saluran dari silinder Lifting Platform. Sekarang kita dapat memompa banyak udara kedalam silinder lifting platform. Sekarang kita hanya mempunyai satu masalah. Jika kita ingin mengangkat lifting platfor ke atas, udara harus dipompa ke silinder melalui koneksi yang lebih rendah. Jika lifting platform diturunkan lagi, maka udara harus disambungkan melalui koneksi yang lebih tinggi. Tentunya hal itu akan merepotkan karena kita selalu harus terus menerus merubah dan menghubungkan kembali pipa saluran. Berikut ini akan diuraikan solusi untuk masalah tersebut. 1.5 Klep Tangan (Hand Valve) Klep ini memiliki 4 koneksi:

Koneksi yang di tengah ( Koneksi P) untuk menyuplay udara terkompres. Bagian Koneksi Kiri (Koneksi A) dan Koneksi Kanan (Koneksi B) disambungkan pipa saluran ke silinder. Koneksi sisi bawah disebut Koneksi R berfungsi melepaskan udara keluar yang kembali dari silinder (disebut udara buang / exhaust air). Klep memiliki 3 posisi saklar (tengah-kiri-kanan). Di dalam ilmu Pneumatic, klep dengan 4 koneksi dan 3 posisi saklar disebut 4/3-way klep. Percobaan 4-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 8) Tutup klep seperti yang ditunjukkan di buku manual hal. 8. Jika saklar di posisi tengah, semua koneksi tertutup dan lifting platform tak bergerak. Jika kita mengubah saklar klep ke kiri, maka kemudian akan memompa silinder lifting platform sehingga lifting platform bergerak ke atas. Jika saklar klep ke kanan akan menggerakkan platform ke bawah kembali. Gambar dibawah menunjukkan posisi saklar dan arah aliran udara yang melalui klep.


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

1.6 Kompresor Tentu saja memompa dengan tangan akan melelahkan dalam waktu singkat. Untuk mengatasi hal tersebut di atasi dengan Kompresor (lihat buku Konstruksi Manual hal 11).

Percobaan 5-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 9) Sekarang letakkan Kompresor di dekat Lifting Platform. Setelah itu hubungkan kompresor ke silinder lifting platform sebagai pengganti pompa tangan. Gunakan bateray alkaline 9 V sebagai Power Supply, dapat juga diganti Accu Set (Art. No. 34969). Setelah menghidupkan kompresor, tunggu sekitar 15 detik sampai bilik udara terisi. Setelah itu baru dapat kita menggerakkan lifting platform ke atas dan ke bawah tanpa menggunakan pompa tangan. Kita telah menggunakan silinder dengan batang piston hitam sebagai pompa untuk kompresor. Batang piston dari silinder unidirectional tersebut mampu bergerak lebih mudah dibandingkan dengan batang piston pada silinder yang lebih besar. Batang piston tersebut digerakkan oleh motor. Bilik udara menjamin bahwa selalu ada udara tertekan yang cukup untuk slinder pneumatic. Tekanan yang dibangkitkan kompresor kurang lebih sekitar 0.5 bar. Piston silinder pada kompresor harus dapat bergerak secara halus. Jika perlu dapat diminyaki dengan cairang minyak bebas asam (silicone oil). Jika kompresor tidak digunakan dalam


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

waktu yang lama maka drive belt perlu dilepaskan jika tidak akan melemah dan akan menimbulkan slip jika dipakai sesudahnya. Percobaan 6-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 9) Gunakan kompresor tanpa bilik udara. Gunakan pipa saluran 20 cm dari klep uji langsung ke Koneksi P pada klep tangan. Apakah yang berubah selama operasi lifting platform ? Pengamatan: Lifting platform akan “melawan” selama penaikan atau penurunan lifting platform karena pompa sebentar-sebentar (tidak kontinyu) memompa udara ke sistem. Bilik udara menyamakan tekanan sentakan tersebut. Karena itulah mengapa gerakan dengan bilik udara lebih uniform. 1.7 Lebih banyak tenaga melalui lebih banyak luas permukaan Percobaan 7-Lifting Platform (lihat Manual Konstruksi – hal. 10) Kita akan menggunakan silinder pneumatic yang kedua untuk mengangkat beban yang lebih berat. Bangunlah konstruksi seperti yang ditunjukkan pada halaman 10. Latihan: Mengapa berat beban yang diangkat dapat dua kali lebih berat daripada menggunakan satu silinder ? Jawab: Berdasarkan rumus p=F/A yang kemudian diubah menjadi : F = P . A Tenaga (Force = F) yang dapat dikerahkan tergantung pada tekanan (pressure=P) dan luas permukaan dimana dikenai tekanan tersebut. Tekanan yang dihasilkan kompresor selalu konstan. Jika kita menggunakan dua silinder, luas daerah yang dikenai tekanan akan bertambah dua kali luasnya dibandingkan menggunakan satu silinder. Sebagai hasilnya tenaga yang berarti juga berat beban yang dapat diangkat akan duakalinya juga. Atau dengan kata lain jika tenaga dengan satu silinder tidak cukup tambahkan silinder yang kedua. 2. Pneumatic Model 2.1 Catapult (Ketepel)


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

Bangunlah model pada buku manual hal. 13. Udara yang terkompres dibangkitkan oleh kompresor. Sebelum kita dapat mengoperasikan ketepel untuk pertama kali, kita harus menunggu sampai 15 detik sampai bilik udara penuh dan tekanan penuh tersedia. Kemudian kita dapat melemparkan balok modul. Latihan: Sekarang cobalah mendorong balok modul dengan berbagai cara. Coba pikirkan metoda/cara terbaik. Jawaban:

• Sebagai pengganti kompresor, kita dapat menggunakan pompa tangan dan memompa bilik udara sampai penuh. Lalu buka klep tangan dan amati sampai sejauh berapa balok modul dapat “terbang”.

• Hubungkan pompa tangan tanpa bilik udara, hubungkan langsung ke Koneksi P (di

titik tengah) pada klep tangan. Buka klep sehingga silinder ketepel dapat diperpanjang dan kemudian tekan batang piston tangan secepat mungkin.

Mana hasil terbaik yang anda capai ?


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

2.2 Sliding Door (Pintu Geser) Konstruksi dapat dilihat pada hal 17. Pintu geser tersebut dapat dibuka dan ditutup dengan menggunakan Klep (valve). Latihan: Kelemahan dari pintu luar adalah kita hanya dapat membuka dan menutup dari satu sisi. Sekarang pasang Klep (valve) kedua sehingga pinti dapat dibuka dan ditutup dari dua sisi baik dari dalam maupun dari luar.

Jawaban: Lihat buku manual hal. 21. Catatan: Harap diperhatikan klep selalu dikembalikan ke posisi tengah setelah bekerja. Jika tidak pintu tidak akan dapat dibuka oleh klep yang kedua. 2.3 Turntable with press (Piring putar dengan tekanan) Mesin yang mampu menghasilkan atau asembling komponen di dalam suatu pabrik sangat sering digerakkan secara pneumatic. Model yang akan dibuat terdiri dari meja putar dan pengepres. Lihat buku manual hal. 22.


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

Percobaan: Dua fungsi “turning” dan “pressing” dieksekusi secara bergantian. Berapa banyak komponen yang dapat anda proses dalam satu menit ? Operasikan Klep secara bergantian. Latihan: Di dalam kenyataannya sistem tersebut tidak diatur oleh tangan. Bagaimana sistem kontrol sesungguhnya? Jawaban: Sebagai pengganti klep tangan, klep dapat dibuka atau ditutup dengan sinyal impuls listrik. Klep akan menerima sinyal impuls dari Stored Program Control (SPC). Pemrogram memasukkan urutan-urutan kerja klep dan kemudian program tersebut disimpan. 2.4 Linear Feed (Pengumpan Linear) Di model ini kita butuhkan 3 buah silinder.

Latihan: Dapatkan anda bayangkan bagaimana meknisme pengumpanan dilakukan di dunia nyata? Jawaban: Sebagai contoh di dalam suatu penggergajian kayu, dimana batang kayu akan dipotong pada panjang tertentu.


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

6. Troubleshooting

Kerusakan Kemungkinan Penyebab Perbaikan

• Kompresor hanya berfungsi sangat lambat.

• Motor berhenti segera setelah tekanan dibangkitkan.

• Anda tidak menggunakan bateray Alkalin. • Silinder kompresor telah ”mengering”, dan hanya

dapat digerakkan tangan dengan susah payah. Pada kasus ini tampak goresan di pipa silinder.

• Gunakan bateray 9 V alkalin atau Accu Set (Art. No. 34969)

• Dalam hal gasket (paking) dalam piston tidak melengkung, minyaki silinder dengan minyak bebas asam. JIka sebaliknya ganti silinder tersebut.

Motor kompresor bekerja, tetapi flywheel (rodagaya) tak bergerak.

Ring karet segel lemah atau berminyak dan slip. Bersihkan ring karet segel dan ujung adapter dengan sedikit sabun dan air. Jika perlu, ganti ring karet segel yang lemah tersebut.

Kompresor tampak berjalan normal, tetapi silinder pemicu bergerak sangat lambat atau tidak bergerak sama sekali.

• Bilik udara kosong.

• Kompresor tidak membangun cukup tekanan atau

tidak ada tekanan sama sekali. Uji: Tutup semua jalur keluar bilik udara (air chamber), dan isi bilik udara dengan udara terkompres (kurang lebih 15 detik). Jika anda membuka koneksi, anda akan mendengar bunyi yang keras. Jika bunyi hanya kecil terdengar atau jika tak ada bunyi sama sekali, berarti tak ada cukup tekanan yang tersedia.

o Kemungkinan yang terjadi adalah kerusakan kompresor:

• Bilik udara (air chamber) bocor. Uji: seperti di atas, isi bilik udara dengan udara terkompres dan tahan lalu masukkan di dalam air. Jika ada gelembung udara berarti bocor.

• Klep Uji kemungkinan rusak. Uji: Gunakan pompa tangan, pompa udara ke dalam silinder dengan 5-6 gerakan. Dengan pengujian di dalam air, pastikan bahwa silinder yang terpompa penuh disegel (tak tampak gelembung udara). Jika batang piston dari silinder yang terpompa penuh sedikit meluncur kembali atau batang piston tersebut tak dapat diperpanjang secara benar, klep uji bocor.

• Silinder kompresor bocor. Uji: dengan menggunakan pompa tangan, buat tekanan pada silinder kompresor pada Koneksi A, dan tahan lalu masukkan di dalam air. Jika ada gelembung udara berarti silinder bocor. Jika kita uji pada Koneksi B, gelembung tetap muncul.

• Klep tangan bocor. Uji: Tempatkan klep pada posisi ditengah. Secara berurutan buat tekanan pada

* Tempatkan semua klep di posisi tengah dan tunggu sekitar 15 detik sampai bilik udara terisi penuh. * Uji semua kemungkinan kompresor rusak. * Ganti bilik udara. * Ganti klep uji. * Ganti silinder kompresor * Ganti klep tangan


___________________________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________________

seluruh 3 koneksi, dan tahan lalu masukkan klep di dalam air. Jika banyak gelembung yang muncul , klep bocor.

• Silinder pneumatic bocor. Uji: Secara berurutan buat tekanan pada kedua koneksi, dan tahan lalu masukkan silinder di dalam air. Jika banyak gelembung yang muncul , silinder bocor.

* Ganti silinder pneumatic.

Kompresor dan seluruh silinder bekerja baik. Tetapi, salah satu silinder tidak dapat diperpanjang.

Pipa saluran tersumbat pada salah satu titik. Uji: Hubungkan setiap pipa saluran secara individual ke kompresor. Anda dapat mendengar dan merasakan apakah udara mengalir atau tidak.

Jika perlu ganti pipa saluran yang tersumbat tersebut.


Profi Pneumatic 2 Activity Booklet

Documents

Transcript of Profi Pneumatic 2 Activity Booklet