RANCANG BANGUN MONITORING DISPLAY OUTPUT …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/RANCANG BANGUN...

RANCANG BANGUN MONITORING DISPLAY OUTPUT

ALTERNATOR PADA UNIT D85ESS

TUGAS AKHIR

YUDHISTIRA ADI NOVIAN

NIM:150309262391

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

JURUSAN TEKNIK MESIN

BALIKPAPAN

2018

RANCANG BANGUN MONITORING DISPLAY OUTPUT

ALTERNATOR PADA UNIT D85ESS

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU

SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA

DARI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

YUDHISTIRA ADI NOVIAN

NIM:150309262391

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

JURUSAN TEKNIK MESIN

BALIKPAPAN

2018

iii

LEMBAR PERNYATAAN

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Karya ilmiah ini kupersembahkan kepada

Ayahanda dan Ibunda tercinda

Ahyak Wasil danWasilatun

Teman-teman seperjuanganku Jurusan Teknik Mesin Angkatan 2017

vii

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun suatu alat untuk

mengetahui output dari alternator pada unit Dozer D85ESS yaitu berupa voltage,

dimana proses pengecekan atau pengawasan output alternator pada unit D85ESS

masih menggunakan AVO (Amper Volt Ohm) meter. Pada saat proses pekerjaan

sangat banyak menimbulkan potensi bahaya seperti terpapar panas dari muffler,

tangan terkena benda berputar, terpeleset dari undercarriage, dan posisi tubuh

yang membungkuk saat proses pengecekan. Oleh karena itu penulis ingin

merancang dan membangun sebuah alat yang dapat mengawasi atau mengecek

output alternator yang berbasis mikrokontroller arduino, dengan harganya yang

murah serta dapat dimodifikasi sesuai dengan keinginan dari pengembang. Oleh

karena itu maka dibuatlah sebuah alat yang dapat membantu saat proses

pengecekan serta dapat mengawasi output dari alternator, dimana saat proses

pengawasan atau pengecekan dapat dilakukan setiap saat tanpa harus membawa

AVO meter disaku. Dengan adanya alat untuk mengawasi atau pengecekan

alternator maka potensi terjadinya kecelakaan alat maupun terhadap manusia itu

sendiri dapat berkurang. Alat ini memiliki selisih 0,7 volt dengan AVO meter

setelah melaksanakan 60 kali percobaan yang dilaksanakan dengan unit Dozer

D85 ESS serta Forklift

Kata Kunci : alternator, D85ESS, mengawasi, mengecek, output, volt,

viii

ABSTRACT

This study aims to design and build the tool to know the output from alternator in

D85ESS the output is voltage, the checking and monitoring process output

alternator in D85ESS still use AVO (Ampere Volt Ohm) Meter. In the working

process, it leads many potential hazarJd such as Affected by heating form muffler,

hand is affected by rolling object, fall from undercarriage, and bad body position

when the checking process. Therefore, this study want to design and build a tool

for monitor and checking output form alternator based on microcontroller

arduino, with affordable prize and can be modified by the developer. Therefore

the tool is made to monitor and check anytime without AVO meter inside the

pocket. The tool is made to monitor and check output from alternator the

poteential hazard to human or tools can be minimized. This tool has difference

from AVO meter 0,7 volt after doing 60 times experiment by using Dozer D85ESS

and Forklift.

Keyword : alternator, check, D85ESS, monitor, output, volt

ix

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah senantiasa penu;is ucapkan atas limpahan Nikmat

dan Karunia Allah S.W.T yang teteap penulis rasakan hingga sekarang ini,

sehingga masih dapat beraktifitas sebagaimana biasanya dan suatu karunia yang

luar biasa sehingga dapat membuat sebuah Karya tulis ilmiah yang berupa Tugas

Akhir (TA).

Adapun tujuan penulisan TA ini adalah dalam rangka memenuhi

persyaratan kelulusan mendapatkan gelar .Amd di Politeknik Negeri Balikpapan.

TA ini adalah hasil dari penelitian dari penulis yang dilaksanakan pada bulan

maret hingga juli 2018.

Penulis menyadari bahwa semua ini akan berjalan dengan lancar tanpa

adanya dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu perkenankanlah penulis

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ayah dan Ibunda tercinta yang senantiasa memberikan bimbingan motivasi yang

tiada terkira baik moril maupun materil, terima kasih atas do‟a dan dorongannya

untuk menjadi anak yang berbakti dan berguna pada masa yang akan datang.

2. Bapak Zulkifli S.T,M.T sebagai ketua Jurusan Teknik Mesin Alat Berat, yang

telah bekerja keras memberikan pengarahan dalam penyiapan prosedur Tugas

Akhir agar terciptanya tamatan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Alat Berat yang

berkompeten dan mampu bersaing pada dunia kerja.

3. Bapak Zulkifli sebagai dosen pembimbing pertama yang telah banyak membantu

dan memberi arahan pada penulis terkait kualitas dari isi karya tulis penulis.

4. Ibu Patria Rahmawati sebagai dosen pembimbing kedua yang telah banyak

membantu dan memberi arahan pada penulis terkait tata tulis yang dibuat oleh

penulis.

5. Kepada teman teman seperjuangan saya Teknik Mesin angkatan 2015 dan kepada

seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung dalam membantu dan

memberikan kontribusinya sehingga penulis dapat menyelesaikan TA ini dengan

baik.

x

Akhirnya dengan berbagai kekurangan yang terdapat dalam pembuatan

laporan ini penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya kepada seluruh pihak dan

penulis sangan mengharapkan kritik dan saran yang membangun kepaa seluruh

pembaca demi kesempurnaan laporan ini dimasa yang akan datang. Besar harapan

penulis semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis sendiri maupun pembaca

Amin Ya Rabbal „alamin.

Balikpapan, 9 Agustus 2018

Yudhistira Adi Novian

xi

DAFTAR ISI

Halaman Judul............................... ........................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ....... Error! Bookmark not defined.

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................. v

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASIError! Bookmark not

defined.

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN ........ Error! Bookmark not defined.

AKADEMIS ........................................................... Error! Bookmark not defined.

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 4

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 5

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 6

2.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 6

2.2. Teori Dasar................................................................................................ 6

2.2.1 Alternator .................................................................................................. 6

2.2.2 Charging System ..................................................................................... 12

2.2.3 Cara Keja Sistem Pengisian .................................................................... 18

2.2.4 Margin Of Error ..................................................................................... 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 25

3.1. Jenis Penelitian........................................................................................ 25

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 25

xii

3.3. Peralatan yang Digunakan ...................................................................... 25

3.3.1. Peralatan .................................................................................................. 25

3.3.2. Bahan ...................................................................................................... 26

3.4. Prosedur Penelitian ................................................................................. 26

3.4.1. Urutan Pekerjaan ..................................................................................... 26

3.4.2. Rancangan Alat ....................................................................................... 28

3.4.3 . Prosedur Kerja ........................................................................................ 28

3.6. Jadwal Kegiatan ...................................................................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 31

4.1. Hasil ........................................................................................................ 31

4.1.1 Observasi Lapangan ................................................................................ 31

4.1.2. Hasil Perancangan Monitoring Display Check Output Alternator ......... 32

4.2 Pembahasan Perancangan ....................................................................... 32

4.2.1 Arduino Uno R3 ...................................................................................... 32

4.2.2. Rangkaian LCD(Liquid Crystal Display) ............................................... 33

4.2.3. Rangkaian Meassuring............................................................................ 33

4.2.4. Rangkaian Power Supply ........................................................................ 34

4.2.5. Case Pelindung ....................................................................................... 34

4.3 Sebelum Ada Display Check Output Alternator ..................................... 36

4.4. Waktu Pengerjaan ................................................................................... 37

4.5. Biaya Pembuatan .................................................................................... 38

4.6. Hasil Uji Coba......................................................................................... 38

4.6 Analisa JSA (Job Safety Analysis) Monitoring Display Check Output

Alternator .................................................................................................. 42

4.7. Margin Of Error ..................................................................................... 43

4.8. Analisa Efisiensi Pekerjaan ..................................................................... 44

4.10. Meminimalisir Terjadinya Potensi Bahaya ............................................. 45

4.11. Kelebihan dan kekurangan ...................................................................... 45

4.11.1. Kelebihan ................................................................................................ 45

4.11.2. Kekurangan ............................................................................................. 45

4.12. Metode Penggunaan Alat ........................................................................ 45

4.13. Metode Penyimpanan dan Perawatan ..................................................... 46

xiii

BAB V PENUTUP............................................................................................... 48

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 48

5.2 Saran ....................................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 49

LAMPIRAN 50

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Alternator ........................................................................................... 7

Gambar 2.2 Proses Alternator Dalam Menghasilkan Listrik ................................. 8

Gambar 2.3 Komponen Alternator ......................................................................... 9

Gambar 2.4 Rotor Coil .......................................................................................... 10

Gambar 2.5 Prinsip Kerja Alternator .................................................................... 11

Gambar 2.6 Induksi Elektromagnetik ................................................................... 13

Gambar 2.7 Hukum Tangan Kanan Fleming ........................................................ 14

Gambar 2.8 Garis Gaya Magnet............................................................................ 14

Gambar 2.9 Gerakan Penghantar Pada Garis Gaya Magnet ................................. 15

Gambar 2.10 Gerakan Melingkar Garis Gaya Listrik ........................................... 15

Gambar 2.11 Grafik Gaya Gerak Listrik............................................................... 16

Gambar 2.12 Prinsip Generator ............................................................................ 16

Gambar 2.13 Perputaran Kumparan Pada Medan Magnet .................................... 17

Gambar 2.14. Kumparan Yang Di Beri Cincin Gesek Dan Sikat ......................... 17

Gambar 2.15 Gravik Penyearahan Arus Oleh Diode ............................................ 18

Gambar 2.16 Saat Kunci Kontak “ON” Mesin Mati ............................................ 18

Gambar 2.17 Saat Mesin Hidup “Kecepatan Rendah Sampai Sedang”................ 19

Gambar 2.18 Saat Mesin Hidup “Kecepatan Sedang Sampai Tinggi” ................. 20

Gambar 2.19. Saat Kunci Kontak “ON” Msin Mati ............................................. 21

Gambar 2.19 Saat Mesin Berputar ........................................................................ 21

Gambar 2.20 Tegangan Out Put Alternator Melebihi Spesifikasi ........................ 22

Gambar 2.22 Saat Terminal B Terputus ............................................................... 23

Gambar 2.23 Saat Rotor Coil Terputus ................................................................. 24

Gambar 3.2 Flow Chart Monitoring Display Output Alternator .......................... 29

Gambar 4.1 Proses Pengecekan Outuput Alternator Manual ............................... 31

Gambar 4.2 Proses Pembacaan Output Alternator ............................................... 31

Gambar 4.3 Hasil Rancangan Monitoring Display Check Output Alternator ...... 32

Gambar 4.4 Arduino Uno ...................................................................................... 32

Gambar 4.4 Rangkaian LCD ................................................................................. 33

Gambar 4.5 Rangkaian Measuring ....................................................................... 34

Gambar 4.6 Rangkaian Power Supply .................................................................. 34

xv

Gambar 4.7 Monitoring Display Check Output Alternator di Forklift (A Low Idle,

B High Idle) .......................................................................................................... 41

Gambar 4.8 Monitoring Display Check Output Alternator di Dozer D85-2 ESS(A

Low Idle, B High Idle) .......................................................................................... 41

Gambar 4.9 (a) Pengukuran di Forklift 25 (b) Pengukuran Dozer D85-2 ESS .... 41

Gambar 4.9 Grafik waktu saat pengecekan output alternator .............................. 44

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Unit D85ESS-2 Di Area PT. United Tractors Site Muara Lawa. .. 3

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan ............................................................... 30

Tabel 4.1 JSA Pembuatan Monitoring Display Check Output Alternator ............ 35

Tabel 4.2. JSA (Job Safety Analysis) Pengecekan Alternator .............................. 36

Tabel 4.3 Biaya Pembuatan................................................................................... 38

Tabel 4.4 Hasil Uji Coba (High Idle) .................................................................... 39

Tabel 4.5 Hasil Uji Coba (Low Idle) ..................................................................... 40

Tabel 4.6 JSA PENGGUNAAN MONITORING DISPLAY CHECK OUTPUT

ALTERNATOR ...................................................................................................... 42

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin canggih dan modern unit-unit alat berat maka akan

membutuhkan arus listrik yang besar. Sistem pengisian (charging system) harus

dapat memenuhi kebutuhan arus tersebut di bawah semua kondisi oprasi unit dan

harus dapat mengisi dengan cepat bateray. Komponen utama dari sistem

pengisian (charging system) adalah alternator dan pada kebanyakan unit alat berat

modern –dengan pengecualian jika hal itu terkait wiring adalah satu - satunya

componen pada charging system.

Pada dasarnya alternator adalah juga sebuah generator AC (arus bolak-

balik) yaitu merupakan alat yang berfungsi untuk merubah energi mekanik yang

dihasilkan engine menjadi energi listrik. Beberapa komponen elektrik sistem yang

juga sebagai perubah energi adalah motor setarter dan bateray. Ketiganya

merupakan komponen yang saling terkait dan bekerja sama mendukung kinerja

engine. Motor setarter sebagai penggerak awal engine berfungsi merubah energi

listrik menjadi energi gerak. Sebagai penggerak mula tentu saja motor starter

membutuhkan cadangan energi listrik untuk dapat dirubah menjadi energi

mekanik dan hal ini didapatkan dari bateray, yang berfungsi merubah energi

listrik menjadi energi kimia (untuk disimpan) dan dirubah kembali menjadi

energi listrik sebagai suplai arus listrik ke motor starter. Pada rangkaian kerja ini

bateray berfungsi hanya sebagai penyimpan energi listrik sedangkan sebagai

sumber energi listrik adalah alternator yang berfungsi merubah energi mekanik

menjadi energi listrik.(Sumber : Kemendikbud Kelistrikan Alat Berat Semester 4)

Seiring perkembangan Digitalisasi, kebanyakan unit alat berat sudah di

lengkapi dengan monitor panel yang fungsinya sebagai sebuah alat untuk

memonitoring seluruh sistem di unit alat berat dengan tampilan displaynya yang

dapat memberi tau error code, malfucntion system, suhu system pendingin,

Adjusting dan Monitoring System, contohnya yaitu pada unit PC 200-8, HD 785-7

R, D 375, dan lain lain.

2

D85ESS adalah bulldozer adalah alat berat bertipe traktor menggunakan

track /rantai serta dilengkapi dengan pisau / blade yang terletak di depan

Bulldozer merupakan traktor yang mempunyai traksi besar. Alat berat ini

digunakan untuk pekerjaan menggali, mendorong, menggusur dan mendorong

material seperti tanah , batu dsb. Buuldozer dapat dioperasikan pada medan yang

berlumpur, berbatu, berbukit dan di daerah yang berhutan.

Pada saat pembukaan lahan pertambangan yang baru, maka unit bulldozer

inilah yang pertama kali diterjukan untuk proses land clearing. Istilah bullldozer

sering kali digunakan untuk menggambarkan semua tipe alat berat (Excavator,

Loader , dsb). Meskipun istilah ini tepatnya hanya menunjuk ke traktor berantai

yang dilengkapi dengan blade.

Pengecekan output “R” alternator pada unit D85ESS mempunyai resiko

yang berbahaya yang tiinggi, dikarenakan pengecekan harus dilakukan diatas

undercarriage serta posisi alternator sangat berbahaya karena jaraknya antara belt

pulley engine sekitar 10 cm, dan pengecekan harus di lakukan ketika engine

running high idle (2050-21050 RPM) dimana dengan kecepatan seperti itu potensi

bahaya lebih besar. Ketika unit beroprasi dengan operasi engine high idle untuk

melaksanakan pengecekan pada saat itu dikarenakan posisi muffler berada di

dekat alternator, maka akan menimbulkan panas sekitar 600o

celcius dan dapat

menimbulkan radiasi atau luka bakar di kulit. (Shop Manual D85ESS-2)

Adanya Kecelakaan/aksiden terhadap karyawan yang terjadi di PT. HPU

(HARMONI PANCA UTAMA) kontraktor dari PT. PKN Site Kelubir. Dimana

karyawan mengalami kehilangan 5 jarinya akibat saat proses pengecekan

alternator di unit D85ESS-2 yang sedang running, dan telah dilarikan ke klinik

site untuk dilakukan penananganan awal. (Safety Officcer PT. United Tractors tbk

Site Muara Lawa, 2017)

Berdasarkan jumlah populasi unit D85ESS di All Costumer UT Muara

Lawa berada di Tabel 1.1 sebanyak 203 Unit, dan pengecekan dilaksanakan 2 kali

per unit, otomatis akan menimbulkan 406 potensi kecelakaan kerja yang terjadi

akibat pengecekan output alternator. Oleh sebab itu dibutuhkan alat yang dapat

3

memudahkan saat pengecekan output alternator di D85ESS-2 dengan mengurangi

efesiensi waktu kerja.

Tabel 1.1 Data Unit D85ESS-2 Di Area PT. United Tractors Site Muara Lawa.

(Sumber : Database PT. United Tractors Site Muara Lawa, 2017)

Berdasarkan latar belakang serta menambah wawasan pengetahuan di

bidang heavy equipment, maka penulis melakukan pengamatan dan pengumpulan

data – data untuk disampaikan dalam bentuk Tugas Akhir tentang “ Rancang

Bangun Monitoring Display Check output alternator D85ESS” agar proses

monitoring voltage alternator berjalan dengan efisien.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun bagian dalam rumusan masalah ini yaitu mencakup pertanyaan yang

terkait dengan Special tool pengecekan output alternatr D85ESS-2 :

1. Bagaimana cara merancang dan membangun Monitoring Display Check output

alternator D85ESS-2?

2. Bagaimana cara membuat Volt Meter Berbasis arduino?

3. Bagaimana menghitung Margin Error di Monitoring Display Check output


4. Bagaimana Standar Operation untuk Monitoring Display Check output


4

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luasnya permasalahan yang terdapat dalam penelitan maka

penulis memberikan batasan masalah agar penyajiannya tidak menyimpang terlalu

jauh dari tujuan yang diinginkan sehingga materi yang terdapat di dalam karya

tulis ini berisi hal–hal yang berkaitan dengan hasil pengamatan atau observasi

lapangan yang di lakukan oleh penulis selama On The Job Trauning (OJT), Maka

masalah dibatasi pada :

1. Tidak menganalisa kualitas dari bahan elektronik yng akan digunakan, hanya

menggunakan yang tersebar di pasaran.

2. Tidak membahas tentang efesiensi charging dari unit D85ESS.

3. Tidak membahas tentang Kondisi alternator secara real dilapangan.

4. tidak membahas troubleshooting di charging system.

5. Hanya melakukan analisa dengan alat yang dibuat, sehingga membutuhkan

analisa lebih lanjut

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini yaitu:

1. Mengetahui bagaimana cara merancang dan membangun Monitoring Display

Check output alternator D85ESS.

2. Mengetahui cara membuat Volt Meter berbasi Arduino.

3. mengetahui cara menghitung Margin Eerror di Monitoring Display Check

output alternator D85ESS

4. mengetahui Standar Operation di Monitoring Display Check output alternator

D85ESS

5

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini yaitu:

Akademik

1. sebagai ajang untuk menambah ilmu dan berharap Rancang Bangun

Monitoring Display Check output alternator D85ESS dapat di kembangkan.

Industri

1. Sebagai masukan kepada produsen unit D85ESS agar menambahkan

Monitoring Display Check output alternator D85ESS agar teknologi/sistem

monitoring antara D85ESS dan D375A sama.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembaca dalam memahami isi dari proposal tugas akhir

ini, maka penulis menyusun proposal tugas akhir ini menjadi 5 (Lima) bab.

Berikut adalah penjelasan mengenai isi bab-bab yang ada pada proposal tugas

akhir ini:

1. Bab I Pendahuluan

Pada bab ini berisi pendahuluan yang mencakup tentang latar belakang,

rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan

sistematika penulisan.

2. Bab II Landasan Teori

Pada bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan teori yang mendukung

penelitian tugas akhir.

3. Bab III Metodologi Penelitian

Pada bab ini berisi tentang jenis penelitian, waktu penelitian, prosedur

penelitian dan diagram.

4. Daftar Pustaka

5. Lampiran

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Meurut Ridgley (1999) fungsi sistem monitoring dalam kendaraan ringan

yaitu kendaraan yang dilengkapi monitoring system ini dilengkapi dengan kamera

Video dan monitor terkait. Monitor video terletak di cabin kendaraan dan kamera

Video diorientasikan menghadap bagian belakang kendaraan. Ketika alat

pertanian terhubung ke kendaraan, monitor dapat digunakan untuk melihat alat

tanpa berbalik dari arah perjalanan (William S. Ridgley)

Menurut Scott Ling (2012) sistem monitoring diperlukan untuk setiap

komponen di kendaraan yang dimana bertujuan untuk memberi tahu bagi

pengemudi bahwa semua komponen yang terkait dalam suatu kendaraan agar

selalu termonitoring sempurna, beberapa hal yang sekarang di bus memiliki

sistem monitoring bagi setiap bagian komponennya, seperti Oli Mesin, RPM,

Speedometer, Fuel Tank, suhu mesin, dan juga Indicator LED Alternator

(Raymond Scott Ling)

Menurut Raffa (1995) sistem Monitoring pada Oli Engine pada unit

kendaraan ringan sebagai pemberi informasi kepada pengendara untuk

melaksanakan pergantian oli mesin kendaraan, dimana sistem ini menampilkan

suatu indikator yang dapat menandakan pergantian oli (James M. Raffa)

2.2. Teori Dasar

2.2.1 Alternator

Pada dasarnya listrik merupakan kondisi dari partikel subatomik tertentu,

seperti elektron dan proton yang menyebabkan penarikan dan penolakan di

antaranya dengan landasan itu bisasanya penghasil listrik menggunakan suatu

energi guna di konversikan menjadi ernergi listrik, pada alternator juga terjadi

demikian dimana alternator merupakan peralatan elektromekanis yang mampu

mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik.

7

Gambar 2.1. Alternator

(Sumber : Desta, 2012)

Sesuai gambar 2.2, energi mekanis yang merupakan input dalam

menghasilklan energi listrik menggerakan rotor, dimana rotor adalah kumparan

yang terdapat dalam alternator dan berputar (bergerak) dan magnet dalam

alternator yang diam (tidak bergerak) disebut stator. Pada saat kumparan (rotor)

sejajar dengan arah medan magnet (membentuk sudut 0o ), belum terjadi arus

listrik dan belum terjadi GGL induksi . Ketika kumparan atau rotor berputar

perlahan-lahan , arus dan GGL beranjak naik sampai kumparan membentuk sudut

90o. Saat itu posisi rotor tegak lurus terhadap arah medan magnet . Pada

kedudukan ini nilah arus dan GGL menunjukkan nilai maksimum. Selanjutnya

kumparan terus berputar , arus dan GGL makin berkurang hingga mencapai sudut

180o kedudukan kumparan sejajar dengan arah medan magnet maka GGL induksi

dan arus induksi menjadi nol. Putaran berikutnya arus dan tegangan mulai naik

lagi dengan arah yang berlawanan . Pada saat rotor membentuk sudut 270o, terjadi

lagi kumparan bearus tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan

kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum lagi namun arahnya

berbeda. Putaran kumpran selanjutnya, arus dan teganan turun perlahan-lahan

hingga membentuk sudut 360o.

8

Gambar 2.2 Proses Alternator Dalam Menghasilkan Listrik

(Sumber : Desta, 2012)

Kumparan dan magnet yang berputar menyebabkan terjadinya GGL

induksi pada kumpran . Energi mekanik yang diberikan di ubah ke dalam bentuk

energi gerak rotasi. Hal ini menyebabkan GGL induksi secara terus menerus dan

dengan pola yang berulang secara periodik.Prinsip dasarnya bekerja karena

adanya gerakan yang memotong garis gaya magnet sehingga dapat menimbulkan/

mengahasilkan energi listrik.

Berikut adalah bentuk dan fungsi dari alternator yang dapat dilihat pada

Gambar 2.3 :

1. Pulley, berfungsi untuk meneruskan tenaga putar yang diperoleh dari poros

engkol (melewati belt) dan disalurkan ke poros alternator (rotor).

2. Kipas (fan), seperti halnya kipas pada umumnya, kipas ini juga berfungsi

sebagai pendingin, yakni untuk mendinginkan komponen -komponen yang

ada di dalam alternator.

3. Spacer, berfungsi untuk memberi jarak antara kipas dan bantalan sehingga

kipas tidak menggesek rangka depan.

4. Rangka depan dan belakang, berfungsi untuk dudukan bantalan depa n dan

belakang serta sebagai penutup bagian depan dan belakang alternator.

5. Bantalan atau bearing, berfungsi untuk mengurangi gesekan antara poros

rotor dengan rumah depan dan rumah belakang alternator.

6. Kumparan rotor (rotor coil), berfungsi untuk menghasilkan medan magnet

pada alternator.

9

7. Kumparan stator (stator coil), berfungsi untuk membangkitkan tegangan

bolak - balik (AC).

8. Sikat, berfungsi untuk menghantarkan arus dari terminal alternator (F)

kekumparan rotor memalui slip ring positif, dan menghantarkan arus dari

rotor coil melalui slip ring negatif ke terminal E alternator.

9. Dudukan sikat, berfungsi sebagai tempat terpasangnya sikat dan pegas.

10. Dioda penyearah (rectifier), berfungsi untuk penyearah atau mengubah arus

bolak-balik (AC) yang dihasilkan kumparan stator menjadi arus searah (DC).

Gambar 2.3 Komponen Alternator

(Sumber : https://www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-

sistem-pengisian.html, 2015)

Rotor Coil

Rotor terdiri dari poros rotor, kumparan yang dililitkan pada inti besi,

batang-batang kutub (pole piece), dan slip ring. Rotor Coil ini berfungsi untuk

menghasilkan medan magnet yang dapat dilihat di Gambar 2.4 . Untuk dudukan

komponen-komponen rotor ada poros rotor. Batang kutub berfungsi untuk

memperkuat medan magnet yang dihasilkan kumparan rotor dan membentuk

kutub - kutub utara dan selatan pada rotor. Slip ring berfungsi untuk meneruskan

arus dari sikat (+) ke rotor coil dan dari rotor ke sikat ( -).

Batang kutub dan slip ring disatukan dengan poros rotor dengan cara

dipres menjadi satu sehingga membentuk kuku-kuku magnet yang saling

berpasangan. Di dalam kuku-kuku magnet tersebut terdapat rotor coil. Untuk

https://www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-sistem-pengisian.html

https://www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-sistem-pengisian.html

10

menghantarkan arus ke kumparan rotor ada sikat yang terpasang pada slip ring.

Ketika arus mengalir ke kumparan rotor, maka medan magnet akan terbentuk dan

pada kuku-kuku magnet akan terbentuk kutub utara dan selatan. Hal ini

menyebabkan terjadinya garis gaya magnet yang arahnya saling berlawanan di

antara kuku -kuku magnet yang berdekatan.

Rotor terdiri dari dua macam yaitu jenis randle dan jenis kutub. Untuk

jenis kutub diameter luarnya lebih kecil namun cara menggulungnya lebih sulit.

Jenis rotor ini umumnya dipakai untuk alternator dengan kapasitas besar. Untuk

alternator pada kendaraan, jenis randle strukturnya sederhana dan kekuatannya

cukup baik sehingga banyak digunakan. Jenis Randle terdiri dari 4 sampai 6 inti

besi (batang kutub) yang disisipkan pada poros dari kedua ujung kumparan rotor

yang berbentuk tabung. Ujung lilitan pada kumparan rotor dihubungkan ke dua

slip ring yang dipasang pada poros.

Gambar 2.4 Rotor Coil

(Sumber : https://1.bp.blogspot.com/-

lkGKwjjDYfA/VRQidrn75dI/AAAAAAAAB0w/kMuIU60lIJA/s1600/rotor-

kumparan-rotor.png, 2015)

Prinsip kerja alternator

Berikut adalah Prinsip Kerja alternator yang dijabarkan sesuai Gambar 2.5 :

https://1.bp.blogspot.com/-lkGKwjjDYfA/VRQidrn75dI/AAAAAAAAB0w/kMuIU60lIJA/s1600/rotor-kumparan-rotor.png



11

a. Bila starting switch posisi ON, maka arus dari battery akan mengalir ke rotor

coil. Jalannya arus penguat adalah :

Battery B - R - rotor coil - F - T1 - E

b. Setelah rotor coil menjadi magnet dan alternator diputar oleh engine, maka

dari alternator akan menghasilkan tegangan.

c. Bila output voltage dari alternator masih kecil amka arus yang keluar dari

alternator akan memperkuat medan magnet pada rotor coil, sehingga output

voltage dari alternator naik. Output voltage dari alternator adalah sebanding

dengan putaran dan kekuatan medan magnetnya.

d. Saat tegangan mencapai 29,5 volt maka voltage drop di V3 akan

menyebabkan diode mendapat reverse - voltage sehingga T2 akan ON dan T1

akan OFF. Dengan demikian arus penguat ke rotor coil tidak mendapat

ground dan kemagnetan akan berkurang sehingga tegangan yang dihasilkan

alternator akan turun.

Gambar 2.5 Prinsip Kerja Alternator

Sumber : (teknisiberat.blogspot.co.id/2012/01/konstruksi-dan-cara-kerja-

alternator.html, 2012)

e. Bila output voltage turun mencapai 27,5 volt, maka T2 akan OFF dan T1

kembali ON (bekerja) dan field coil mendapat arus penguat kembali dan output

voltage alternator naik kembali.Dengan demikian arus yang keluar dari

alternator akan dijaga selalu pada tengangan regulating yaitu 27,5 volt - 29,5

volt. (Desta,2012)

http://teknisiberat.blogspot.co.id/2012/01/konstruksi-dan-cara-kerja-alternator.html

http://teknisiberat.blogspot.co.id/2012/01/konstruksi-dan-cara-kerja-alternator.html

http://4.bp.blogspot.com/-ZmX0gGMzHT8/TxTd0U8fFJI/AAAAAAAAAWU/F3wjHYKobG0/s1600/regulator+alternator2.jpg

12

2.2.2 Charging System

Fungsi bateray pada automobile adalah untuk mensuplai kebutuhan listrik

pada komponen-kompenen listrik pada mobil tersebut seperti motor stater, lampu-

lampu besar dan penghapus kaca. Namun demikian kapasitas bateray sangatlah

terbatas, sehingga tidak akan dapat mensuplai tenaga listrik secara terus menerus.

Dengan demikian, baterei harus selalu terisi penuh agar dapat mensuplai

kebutuhan listrik setiap waktu yang diperlukan oleh tiap-tiap komponen listrik.

Untuk itu pada mobil diperlukan sistem pengisian yang akan memproduksi listrik

agar baterei selalu terisi penuh. Sistem pengisian (charging system) akan

memproduksi listrik untuk mengisi kembali bateray dan mensuplai kelistrikan ke

komponen yang memerlukannya pada saat motor hidup. Sebagian besar mobil

dilengkapi dengan alternator yang menghasilkan arus bolak-balik yang lebih baik

dari pada dynamo yang menghasilkan arus searah dalam hal tenaga listrik yang

dihasilkan maupun daya tahannya. Mobil yang menggunakan arus searah (direct

current), arus bolak-balik yang dihasilkan alternator harus disearahkan menjadi

arus searah sebelum dikeluarkan.

1. Prinsip Pembangkit Tenaga Listrik

a. Induksi Elektro Magnet

Garis gaya magnet dipotong oleh pengantar listrik yang bergerak diantara

medan magnet, akan timbul gaya gerak listrik (tegangan induksi) pada penghantar

dan arus akan mengalir apabila penghantar tersebut merupakan bagian dari sirkuit

lengkap, seperti ditunjukan pada gambar 2.6, jarum galvano meter (ammeter yang

dapat mengukur arus yang sangat kecil), akan bergerak karena gaya gerak listrik

yang dihasilkan pada saat pengantar digerakkan maju-mundur diantara kutub

utara dan kutub selatan magnet. Dari aksi ini dapat disimpulkan :

1) Jarum galvano meter akan bergerak jika pengahantar atau magnet digerakkan

2) Arah gerakan jarum akan berfariasi mengikuti arah gerakan penghantar atau

magnet

3) Basar gerakan jaum akan semakin besar sebanding dengan kecepatan gerakan

13

4) Jarum tidak akan bergerak jika gerakan dihentikan

Bila dengan beberapa cara, pengantar dilewatkan melalaui garis gaya

magnet, maka dalam pengantar akan terbangikit gaya gerak listrik. Fenomena ini

disebut dengan “induksi elektromagnet”. Generator menghasilkan gaya gerak

listrik dengan cara induksi elektromagnet dan mengubahnya menjadi tenaga listrik

(tegangan arus).

Gambar 2.6 Induksi Elektromagnetik

(Sumber : Hengki Mahendra, 2011)

b. Arah gerak gaya listrik

Arah gaya gerak listrik yang dibangkitkan dalam penghantar diantaa

medan magnet bervariasi mengikuti perubahan arah garis gaya megnet dan

gerakan penghatar. Apabila penghanta digerakkan (denan arah seperti yang

ditunjukan oleh tanda panah besar poda gambar 2.7) diantara kutub magnet utara

dan selatan, maka gaya gerak listrik akan mengalir dari kanan ke kiri (arah garis

gaya magnet dari kutub utara ke kutub selatan). Arah gais gaya magnet dapat

dipahami dengan mengunakan Hukum Tangan Kanan Fleming (Fleming’s Right-

Hand Rute)

14

Gambar 2.7 Hukum Tangan Kanan Fleming


Dengan ibu jari, telunjuk dan jari tengah tangan kanan dibuka dengan

sudut yang tepat satu sama lain, maka telunjuk akan menunjukan gais gaya

magnet, ibu jari menunjukan arah gerakan penghantar dan jari tengah menunjukan

arah gaya gerak listrik

c. Besarnya Garis Gaya Magnet

Besarnya gaya gerak listrik yang dibangkitkan pada saat penghantar

memotong (melewati) garis gaya magnet di antara medan magnet sebanding

dengan banyaknya garis gaya magnet yang dipotong pada suatu satuan

waktu.Sebagai contoh, bila banyaknya garis-garis N dipotong dalam waktu t detik

dan gaya gerak listrik U volt.

Gambar 2.8 Garis Gaya Magnet


Dalam medan magnet dengan densitas yang seragam, besarnya gaya gerak

listrik yang dibangkitkan tergantung pada arah gerakan penghantar meskipun

kecepatan gerakan penghantar konstan. Seperti terlihat pada gambar 2.9, sebuah

penghantar digerakkan dari titik A ke B ke C ke D dan kembali ke A.

Bagaimanapun, ia memotong garis gaya magnet hanya pada saat bergerak dari A

15

ke B dan dari C ke D. Dengan kata lain, meskipun penghantar bergerak dengan

kecepatan yang sama di antara masing-masing titik, gaya gerak listrik akan

bangkit hanya pada saat penghantar bergerak antara A dan B dan antara C dan D.

Gambar 2.9 Gerakan Penghantar Pada Garis Gaya Magnet

(Sumber : Implementasi Generator “Alternator”)

Bila penghantar (conductor) digerakkan dengan jalur melingkar di dalam

medan magnet, maka besarnya garis gaya magnet akan berubah secara konstan.

Pada gambar ini, penghantar digerakkan dalam lingkaran dengan kecepatan tetap

dari titik A ke L antara kutub magnet utara dan selatan. Dalam hal ini jumlah garis

gaya magnet terbesar dipotong antara titik D dengan E dan antara titik J dengan

K, tetapi tidak ada garis yang dipotong antara A dengan B atau G dengan H.

Gambar 2.10 Gerakan Melingkar Garis Gaya Listrik


Jadi, bila gaya gerak listrik yang dibangkitkan pada saat penghantar

digerakkan dalam lingkaran dinyatakan dalam sebuah grafik, dapat dilihat bahwa

keberadaan gaya ini secara tetap mengalami perubahan (bertambah dan

berkurang). Selanjutnya, arah arus yang dibangkitkan oleh gaya gerak listrik ini

akan berubah setiap setengan putaran penghantar.

16

Gambar 2.11 Grafik Gaya Gerak Listrik


d. Prinsip Generator

Meskipun gaya gerak listrik dihasilkan bila sebuah penghantar diputar

dalam medan magnet, sebenarnya besarnya gaya gerak listrik (ggl) yang

dihasilkan sangat kecil.

Gambar 2.12 Prinsip Generator


Bila dua buah penghantar disambung ujung ke ujung, maka akan timbul

gaya gerak listrik pada keduanya yang tentu saja ganda. Jadi, semakin banyak

penghantar yang berputar dalam medan magnet semakin besar pada gaya gerak

listrik yang dihasilkan. Bila penghantar terbentuk dalam satu kumparan jumlah

total gaya gerak listrik yang dibangkitkan akan menjadi lebih besar, demikian juga

besarnya tenaga listrik (arus dan tegangan) yang dihasilkan. Generator

membangkitkan tenaga listrik dengan jalan memutarkan sebuah kumparan di

dalam medan magnet. Ada dua macam listrik, arus searah dan arus bolak-balik

dan tergantung pada cara menghasilkan listrik generator juga dibedakan dalam

generator jenis arus searah dan arus bolak-balik.

17

Gambar 2.13 Perputaran Kumparan Pada Medan Magnet


e. Generator Arus Bolak Balik

Bila arus listrik yang dibangkitkan oleh kumparan diberikan melalui

cincin gesek dan sikat (jadi kumparan dapat berputar),besarnya arus yang

mengalir ke lampu akan berubah, pada saat yang sama, demikian juga arah

alirannya.

Gambar 2.14. Kumparan Yang Di Beri Cincin Gesek Dan Sikat


Pada saat kumparan berputar, arus yang dihasilkan pada setengah putaran

pertama akan dikeluarkan dari sikat pada sisi A, mengalir melalui lampu dan

kembali ke sikat pada sisi B. Pada setengah putaran selanjutnya, arus akan

mengalir dari B dan kembali ke A. Dalam model ini, generator arus bolak-balik

memberikan arus yang dihasilkan oleh kumparan dalam medan magnet.

Alternator yang digunakan pada sistem pengisian mobil menggunakan diode

18

untuk mengarahkan arus (mengubahnya menjadi arus searah) sebelum dialirkan

ke sistem pengisian.

Gambar 2.15 Gravik Penyearahan Arus Oleh Diode


2.2.3 Cara Keja Sistem Pengisian

1. Alternator yang menggunakan regulator

a. Cara kerja saat Kunci kontak “ON” mesin mati

Gambar 2.16 Saat Kunci Kontak “ON” Mesin Mati


Arus medan mula mengalir dari B+ bateray > kunci kontak > terminal IG

regulator > titik kontak PL1 > titik kontak PL0 > terminal F regulator > terminal F

alternator > sikat > slip ring > kumparan medan/rotor > slip ring > terminal E

alternator > masa, kumparan medan menjadi magnet. Arus lampu kontrol

pengisian mengalir dari B+ bateray > kunci kontak > lampu kontrol pengisian >

terminal L regulator > titik kontak P0>titik kontak P1 > terminal E regulator >

masa, lampu menyala.

19

b. Cara kerja saat Mesin hidup “kecepatan rendah sampai sedang”

Gambar 2.17 Saat Mesin Hidup “Kecepatan Rendah Sampai Sedang”


Alternator lewat terminal B+ mengeluarkan energi listrik untuk pengisian

bateray dan beban kelistrikan mobil. Arus medan mengalir dari B+ alternator >

kunci kontak > terminal IG regulator > titik kontak PL1 > titik kontak PL0 >

terminal F regulator > terminal F alternator> sikat > slip ring > kumparan

medan/rotor > slip ring > terminal E alternator > masa. Arus dari terminal N

alternator mengalir ke kumparan relay tegangan melalui terminal N regulator

kemudian ke masa, yang mengakibatkan kontak gerak P0 tertarik ke titik kontak

diam P2 menghubungkan tegangan sinyal regulasi dari B+ alternator ke

kumparan regulator dan akibatnya lampu pengisian padam karena tidak ada beda

potensial antara lampu kontrol dan terminal L regulator.

Pada kondisi tegangan bateray sudah mencapai 14,4 volt maka tegangan

sinyal regulasi yang masuk ke kumparan regulator tegangan membuat medan

magnet pada inti kumparan regulator tegangan yang mampu menarik kontak

gerak PL0 lepas dari titik kontak PL1. Sehingga arus medan menjadi kecil karena

melewati tahanan R, akibatnya tegangan turun dan kontak gerak PL0 kembali

menempel ke kontak PL1, arus medan besar kembali dan tegangan naik lagi,

kontak PL0 lepas kembali, demikian seterusnya pada kecepatan ini akan terjadi

putus hubung antara kontak PL0 dan kontak PL1 sehingga tegangan keluaran

alternator tetap pada 14,4 volt.

20

c. Cara kerja saat Mesin hidup “kecepatan sedang sampai tinggi”

Gambar 2.18 Saat Mesin Hidup “Kecepatan Sedang Sampai Tinggi”

(Sumber : Hengki Mahendra, 2011

Bila kecepatan bertambah naik, tegangan keluaran alternator juga

bertambah naik diatas 14,4 volt, yang berarti juga tegangan sinyal regulasi yang

masuk ke kumparan regulator tegangan juga naik. Akibatnya kemagnetan pada

inti kumparan regulator bertambah besar yang mampu menarik kontak PL0

hingga melayang (berada di tenggah-tenggah kontak PL1 dan PL2). Akibatnya

arus medan melewati tahanan R tetapi karena kecepatanya sudah tinggi maka

tegangan keluaran alternator akan tetap 14,4 volt.

Bila kecepatan bertambah naik lagi maka tegangan keluaran alternator

juga bertambah naik hingga 14,8 volt. Pada tegangan tersebut kemagnetan pada

inti kumparan menarik kontak gerak PL0 lebih jauh lagi hingga menempel pada

titik kontak PL2 akibatnya arus medan menjadi nol dan tegangan keluaran

alternator turun, kontak gerak PL0 lepas kembali, arus medan besar lagi,

tegangan keluaran naik lagi, kontak gerak PL0 menempel lagi pada PL2,

demikian seterusnya terjadi putus hubung antara kontak gerak PL0 dan kontak

PL2 sehingga tegangan keluaran B+ alternator tetap pada 14,4 sampai 14,8 volt.

2. Alternator yang menggunakan IC regulator

Prinsip kerja yang akan dijelaskan hanya IC regulator tipe M, dengan alasan tipe

ini paling banyak digunakan saat ini.

a. Cara kerja Saat kunci kontak “ON” mesin mati

21

Gambar 2.19. Saat Kunci Kontak “ON” Msin Mati


MIC mendeteksi tegangan pada bateray dan meng”ON” kan Tr1. Ini

menyebabkan arus mengalir ke rotor coil. Pada saat ini Tr1 dikendalikan MIC

dengan kondisi terputus-putus atau ON dan OFF secara terus menerus untuk

mempertahankan arus ke rotor coil sebesar 0,2 A, sebagai upaya penghematan

arus dari bateray.

Karena mesin mati maka rotor tidak berputar sehingga tidak terjadi

pembangkitan arus listrik dan tegangan pada terminal P adalah NOL. Kondisi ini

dideteksi oleh MIC untuk meng ON kan Tr, bila TR3 ON maka listrik akan

mengalir dari bateri kontak, lampu, Tr3 dan massa, sehingga lampu menyala.

b. Cara Keja Saat Mesin Berputar

Gambar 2.19 Saat Mesin Berputar


Pada saat mesin hidup maka alternator berputar, sehingga stator coil

menghasilkan arus listrik. Adanya arus pada terminal P dideteksi oleh MIC

sehingga MIC merubah dari posisi putus-putus pada Tr1 menjadi ON terus.

Dengan Tr1 ON maka arus bari bateray ke rotor coil menjadi besar, kemagnetan

22

menjadi besar, arus yang dibangkitkan menjadi tinggi. Adanya arus dari terminal

P menyebabkan MIC akan meng OFF kan Tr3 dan meng ON kan Tr2. Dengan

Tr2 maka lampu menjadi mati karena tidak ada beda potensial antara kedua

terminal lampu.

c. Cara kerja saat tegangan output alternator melebihi spesifikasi

Gambar 2.20 Tegangan Out Put Alternator Melebihi Spesifikasi


Saat putaran mesin semakin tinggi maka output alternator menjadi

semakin tinggi, hal ini dapat merusak sistem kelistrikan pada kendaraan, untuk

mengatasi itu maka kemagnetan harus dikurangi atau dihentikan agar tegangan

output alternator berkurang. Bila tegangan terminal B naik maka tegangan pada

terminal S juga naik, kondisi ini dideteksi oleh MIC untuk meng OFF kan Tr1,

saat Tr1 OFF maka arus ke rotor coil terhenti, kemagnetan menjadi rendah,

tegangan output alternator menurun. Saat tegangan output alternator turun maka

tegangan terminal S juga turun, kondisi ini dideteksi oleh MIC untuk meng ON

kan Tr1. Demikian seterusnya sehingga tegangan output dipertahan pada tegangan

tertentu yaitu sebesar 13,3 -16,3 Volt.

d. Cara kerja Saat terminal S terputus

Gambar 2.21 Saat Terminal S Terputus


23

Saat mesin hidup dan terminal S lepas atau kabel yang menghubungkan

putus, maka MIC akan mendeteksi bahwa tidak ada input pada terminal S,

sehingga MIC akan meng OFF kan Tr2 dan meng ON kan Tr3. Dengan Tr3 ON

maka lampu akan menyala. Pada saat itu MIC juga akan meng ON dan OFF kan

Tr1 untuk mempertahankan tegangan output pada tegangan 13,3 -16,3 Volt. Ini

merupakan upaya untuk mempertahan tegangan yang terlalu tinggi untuk

melindungi alternator maupun IC regulator.

e. Cara kerja saat terminal B terputus

Gambar 2.22 Saat Terminal B Terputus


Bila terminal B putus atau kabel yang menghubungkan putus maka

pengisian pada beterai terhenti sehingga tegangan bateray semakin menurun.

Kondisi ini dideteksi oleh MIC dari terminal S , sehingga MIC akan meng ON –

OFF kan Tr1, untuk mempertahankan terminal B atau terminal P pada tegangan

20 V. Ini merupakan upaya untuk mempertahan tegangan yang terlalu tinggi

untuk melindungi alternator maupun IC regulator. Akibat tidak ada pengisian

maka tegangan bateray menurun, hal ini dideteksi MIC dari terminal S, bila

tegangan kurang dari 13V, maka MIC akan meng OFF kan Tr2 dan meng ON kan

Tr3, sehingga lampu menyala.

24

f. Saat rotor coil terputus

Gambar 2.23 Saat Rotor Coil Terputus


Saat sikat habis atau rotor coil putus maka kemagneten pada rotor

menjadi hilang, sehingga pembakitan arus listrik pada alternator terhenti. Kondisi

ini akan dideteksi oleh MIC melalui terminal P, karena pada saatitu terminal P

menjadi 0 volt. MIC akan meng OFF kan Tr2 dan meng ON kan Tr3, karena Tr3

ON maka lampu menyala. (Hengki Mahendra, 2011)

2.2.4 Margin Of Error

Margin Of Error dapat di definiskan sebagai “radius” (Setengah dari

jumlah) dari interval keakuratan untuk statistik tertentu dalam melaksanakan

survei. Salah satu contohnya adalah persentase orang yang lebih menyukai

produk A dibandingkan produk B. Ketika satu kesalahan global kesalahan

dilaporkan untuk survei, ini mengacu pada margin, kesalahan maksimum untuk

semua persentase yang dilaporkan menggunakan semua sampel dari survei. Jika

statistik adalah persentase, margin kesalahan maksimum ini dapat dihitung

sebagai radius interval keakuratan untuk persentase yang dilaporkan sebesar 50%.

Margin Of Error dapat digunakan dalam pengambilan sampel dari hasil

penelitian yang diambil dengan interval pengambilan jumlah tertentu dengan

waktu yang telah ditentukan, dari hasil pengambilan sampel tersebut dapat di

kalkulasikan hasil awal dengan hasil akhir yang nantinya mendapatkan “batasan”.

batasan ini akan di komperasi dengan data yang standar, ketika data yang didapat

dari proses sampling tidak mencapai dengan standar, maka proses pengambilan

data harus dilakukan secara berulang untuk mendapatkan data yang sesuai dengan

standard. Berikut adalah rumus untuk mendapatkan margin of error. (Lynne

Stokes,2004)

25

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah Rancang Bangun

Monitoring Display Check output alternator D85ESS yang dilakukan pada unit

D85ESS.

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Penulis melakukan penelitian dan pengumpulan data pada saat 1 Febuari

2018 s/d 1 juli 2018 di Costumer Pemilik unit D85ESS.

3.3. Peralatan yang Digunakan

Dalam proses Rancang Bangun Monitoring Display Check output

alternator D85ESS untuk membutuhkan alat dan bahan sebagai berikut:

3.3.1. Peralatan

Adapun peralatan yang digunakan dalam proses Rancang Bangun

Monitoring Display Check Output Alternator D85ESS sebagai berikut :

1. Wiring Grip

Berfungsi untuk memotong kabel maupun mengupas karet kabel.

2. Bor Tangan

Berfungsi untuk melubangi control panel di cabin.

3. Obeng (+/-)

Befungsi untuk mengencangkan scrup.

4. Wrench Combination Set

Befungsi untuk mengendurkan/mengencangkan baut atau nut.

5. Solder

Befungsi untuk melelehkan timah sehingga komponen dari Display Volt Meter

dapat terhubung

6. Porteus 7.0

Befungsi sebagai simulasi sebelum merakit rangkaian elektronik

7. Fluid SIM

Befugnsi sebagai Entry Code ke arduino uno.

26

3.3.2. Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam proses Rancang Bangun Monitoring

Display Check Output Alternator D85ESS sebagai berikut :

1. Wiring dengan ukuran diameter 1,5mm

Sebagai penghantar arus/tegangan ke sistem

2. 1 Arduino Uno

Sebagai microcontroller di Display Volt Meter

3. Timah

Untuk merekatkan tiap tiap bagian sehingga tidka mudah terlepas

4. 1 bread board

Tempat dudukan komponen display Volt Meter

5. 1 Display 16x2

Sebagai indikator yang berupa pemberitahuan visual yng didapatkan.

6. 1 Resistor 10K dan 100K

Dapat menahan arus berlebih

3.4. Prosedur Penelitian

Berikut adalah prosedur yang digunakan dalam proses Rancang Bangunn

Monitoring Display Check Output Alternator D85ESS Sebagai berikut :

3.4.1. Urutan Pekerjaan

1. Running Unit dengan putaran High Idle selama 10 menit dan ambil data setiap

2 menit unit running.

2. Cari posisi yang tepat untuk posisi wiring menuju ke cabin.

3. Posisi yang tepat peletakan Display Volt Amper Meter di cabin.

4. Ukur jarak antara cabin dengan alternator

5. Potong wiring sesuai dengan ukuran yang di dapatkan.

6. Kupas karet wiring ujung satu dengan ujung lainnya.

7. Pasang wiring yang sudah dikupas kulitnya dengan jack/Ring sesuai ukuran nut

R alternator.

8. Pasang pelindung wiring sesuai ukuran dari wiring.

9. Bor panel sesuai dengan ukuran Display Volt Amper Meter di cabin.

10. Gabungkan wiring yang telah tersambung di alternator ke Display Volt Amper

Meter.

27

11. Pasang Display Volt Amper Meter pada posisinya.

12. Running unit dengan putaran High Idle selama 10 menit dan ambil data setiap

2 menit.

13. Komparasikan hasil sebelum dan sesudah dipasang display volt amper meter

apakah telah terjadi selisih atau tidak.

14. Tentukan JSA pada alat tersebut.

28

3.4.2. Rancangan Alat

Gambar 3.1 Rancagan Display Volt Meter

3.4.3 .Prosedur Kerja

Penelitian yang dilakukan oleh penulis memerlukan gambaran penelitian

seperti diagram alir untuk mempermudah pembaca maupun penulis untuk

memahami masalah yang diangkat oleh penulis. Dengan alir penelitian tersebut

dapat digambarkan pada diagram alir sebagai berikut:

29

Gambar 3.2 Flow Chart Monitoring Display Output Alternator

A

START

Perumusan, Tujuan dan Manfaat Penelitian

Studi Lapangan Studi Pustaka

Perancangan Design

Persiapan Alat dan Bahan

Melakukan Pengukuran

Awal Sebelum dipasang

Alat selama 10 menit

Pembuatan Alat

Pengujian Alat dan pengambilan Data selama 10 menit

Hasil yang

didapat

selama 10

Hasil yang didapat dari

pengujian alat selama 10

menit

A

FINISH

30

3.6. Jadwal Kegiatan

Rincian kegiatan penelitian yang akan dilaksanakan pada waktu yang

tentukan, hal ini ditunjukkan dalam Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan

No Jenis Kegiatan Bulan

3 4 5 6

1 Observasi

2 Membuat proposal tugas akhir

3 Seminar proposal tugas akhir

4 Merancang Monitoring Display

Check Alternator Pada Unit

D85ESS

5 Membuat Monitoring Display


D85ESS

6 Uji coba Monitoring Display


D85ESS

7 Menganalisa data

8 Membuat laporan tugas akhir

9 Ujian Tugas akhir

Keterangan :

: Sudah Dilakukan

: Belum Dilakukan

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1 Observasi Lapangan

Sesuai dengan isi latar belakang, bahwa output dari alternator unit D85

ESS tidak dapat dipantau outputnya, tidak seperti unit PC dan D375, dimana unit

tersebut dilengkapi monitor control, yang dapat mengetahui keadaan suatu unit

tanpa harus turun dari cabin contohnya yaitu mengetahui output alternator itu

sendiri. sedangkan di unit D85 ESS sangat minim control system, dimana untuk

mengecek output alternator harus meninggalkan cabin untuk dapat mengecek

output alternator yang berupa tegangan, dimana posisi alternator berada di

belakang kipas engine dan pekerja harus naik di atas undercarriage dan jongkok

sesuai Gambar 4.1 dan 4.2, sehingga dapat menimbulkan beberapa potensi

bahaya.

Gambar 4.1 Proses Pengecekan Outuput Alternator Manual

Sumber : Dokumen Pribadi

Gambar 4.2 Proses Pembacaan Output Alternator


32

4.1.2. Hasil Perancangan Monitoring Display Check Output Alternator

Perancangan lumrahnya harus sesuai dengan hasil yang di dapatkan, tetapi

ketika saat proses pembuatan mendapatkan suatu inovasi yang dapat

mempermudah dengan kinerja yang sama, maka tidak harus sesuai dengan

rancangan karena memiliki tujuan dan fungsi yang sama. Pada rancangan Gambar

4.3 Design dengan hasil rancangan memiliki sedikit perbedaan dengan

penggunaan kabel.

Gambar 4.3 Hasil Rancangan Monitoring Display Check Output Alternator


4.2 Pembahasan Perancangan

4.2.1 Arduino Uno R3

Arduino Uno R3 adalah sebuah prototype microcontroler berbasis chip

ATMegea328P, dimana arduino uno memiliki 14 pin input dan output, dimana

lebih efisien dibandingan merakit chip Atmega328P yang cukup rumit di

breadbroad. Arduino uno R3 ini jika ada sebuah komponen rusak di bagian

arduinonya maka bisa mengganti part per part tanpa harus membeli Arduino Uno

baru. Tutorial arduino uno R3 dengan berbagai jenis sistem mikrocontroler sangat

banyak tersebar di internet sehingga sangat memudahkan saat proses

pembelajaran maupun pengembangan, salah satunya adalah pembuatan volt meter.

Gambar 4.4 Arduino Uno


33

4.2.2. Rangkaian LCD(Liquid Crystal Display)

Perbedaan hasil perancagan terdapat pada LCD, dimana LCD hasil

perancangan menggunakan i2C, dimana i2C ini sangat meminimalisirkan

penggunaan port serta wiring yang digunakan. Sesuai dengan gambar 4.4 LCD

dengan i2C hanya menggunakan 4 (empat) wiring, dibanding LCD tidak

menggunakan i2C menggunakan 10 (sepuluh) wiring. Ke 4 port memiliki fungsi

yang mewakili seluruh LCD yaitu

a. GND : sebagai ground LCD yang didapat dari Arduino

b. SVV : sebagai input volt ke LCD atau bisa disebut power supply

c. SCL dan SDA : menerima output yang diolah di arduino sehingga dapat

ditampilkan di LCD

Gambar 4.4 Rangkaian LCD


4.2.3. Rangkaian Meassuring

Rangkaian meassuring ini adalah sebuah rangkaian yang digunakan untuk

mengukur tegangan/volt yang dihasilkan dari sumber tegangan, dimana untuk

mengetahui tegangan maka diperlukan suatu alat yang dapat mengukur tegangan

itu sendiri dari sumbernya. Untuk mengukur volt diperlukan perbedaan jumlah

tegangan dari 2 sumber, maka dari itu dalam rangkaian meassuring ini

menggunakan 2 resistor yang nilainya 10 kilo Ohm (negatif) dan 100 kilo Ohm

(positif), papan PCB, serta wiring yang dimana ketika resistor 10 K dan 100 K

dihubungkan lalu diteruskan ke A0 arduino, dimana A0 ini adalah sebagai analog

input, atau penginput data berupa analog yang akan di proses oleh arduino.

34

Gambar 4.5 Rangkaian Measuring


4.2.4. Rangkaian Power Supply

Rangkaian power ini sangat penting, dimana jika tidak ada rangkaian

power maka arduino tidak dapat bekerja dan mengolah data sehingga tidak terjadi

apa apa. Dalam rangkaian power supply membutuhkan sumber daya serta wiring.

Arduino memiliki port yang dapat digunakan sebagai sumber daya, yaitu dari

USB Arduino yang ada pada gambar 4. ,serta port 5 V DC arduino dimana hanya

menerima tegangan searah. Jika sumber tegangan diatas 5 Volt diperlukan

stepdown dimana sebagai pengkonversian tegangan yang akan masuk ke arduino,

jika arduino menerima terlalu besar tegangan maka IC arduino akan konslet.

Rangkaian power supply monitoring display check output alternator juga

dilengkapi switch on/off dimana ketika selagi tidak menggunnakan maka dapat

memutus tegangan positif sumber sehingga arduino akan OFF.

Gambar 4.6 Rangkaian Power Supply


4.2.5. Case Pelindung

Case Pelindung sangat dibuthkan pada alat monitoring display check

output alternator, karena potensi rusak dilapangan ketika tidak ada case lebih

35

besar ketimbang tidak ada casenya, dimana case yang digunakan adalah mika

kaca setebal 2 cm dimana dapat mencegah hantaman seperti kerikil atau batu

langsung ke arduinonya, serta melindungi dari paparan panas matahari langsung

dan air.

Tabel 4.1 JSA Pembuatan Monitoring Display Check Output Alternator

No Pekerjaan Potensi Bahaya Pencegahan

1 Persiapan alat dan

Bahan

Alat dan bahan

tersandung dan

rusak

Bahan elektronik

konslet

Jauhkan alat dan

bahan dari potensi

terinjak dan

tersandung

Jauhkan dari air

dan daerah lembab

2 Solder LCD dan

PCB

Tangan terkena

luka bakar atau

melepuh

Gunakan sarung

tangan saat

menyolder

3 Memotong Mika

Kaca

Tangan terluka

saat memotong

Gunakan sarung

tangan saat

memotong

perhatikan potensi

bahaya apasaja

yang terjadi

pelajari

penggunaan alat

potong agar dapat

mencegah tangan

terluka

4 Merakit case

dengan lem

tembak

Tangan terkena

luka bakar

Gunakan sarung

tangan saat proses

pengeleman

5 House Keeping Alat dan bahan

tersandung

Letakkan kembali

alat yang sudah

selesai di gunakan

di tempat

penyimpanan dan

simpan alat yang

sudah jadi dari

jangkauan anak

anak

36

4.3 Sebelum Ada Display Check Output Alternator

Adapun uraian pekerjaan sebelum adanya monitoring display check output

alternator sebagai berikut :

1. Persiapan tool dan benda kerja

2, Membuka cover engine sebelah kanan

3. mencari posisi alternator

4. mencari posisi tubuh yang aman dan nyaman bagi pekerja.

5. menentukan posisi terminal “R” dan ground batteray

6. Posisi Positif AVO (Ampere volt Ohm) meter di terminal “R” dan Negatif AVO

meter ke ground batteray.

7, Membuka cover engine sebelah kanan

8. Engine running

9. Engine running idle

10. Baca hasil pengukuran yang dihasilkan dari AVO meter.

11. tentukan apakah sesuai dengan standar shop manual.

Tabel 4.2. JSA (Job Safety Analysis) Pengecekan Alternator


1 Persiapan Alat tergelincir Pastikan unit berada di

posisi tanah yang datar.

2 Mengamankan area

kerja

Kecelakaan -posisi unit harus

berada di tanah yang

datar

- pastikan tanah yang

ditumpangi unit keras

- pasang safetyline di

sekeliling unit dan

pasang lock

37

3 Menghidupkan unit Kecelakaan alat/manusia Pastikan unit pada

posisi parkir, dan parkir

level sudah lock

Pasang safety line di

area kerja

Himbau kepada pekerja

yang lain agar tidak

berada di sekitar unit

sampai unit dipastikan

aman

4 Berdiri diatas

undercarriage

Terpeleset

Cari posisi yang aman

saat berdiri di

undercarriage, dan

pastikan tidak ada oli

atau bahan bakar yang

tercecer di

undercarriage

5 Proeses meassuring Terpapar radiasi panas

ketika dari muffler

Terkena benda

berputar/pulley

alternator

Alat ukur jatuh

Sedikit jauhkan bagian

tubuh dari muffler dan

engine

Gunakan sarung

tangan, dan pastikan

jarak aman tangan serta

pulley alternator

Mengajak rekan kerja

untuk memegang alat

ukur selagi kita

mengukur

4.4. Waktu Pengerjaan

Menurut hasil perancangan monitoring display check output alternator,

alat dapat selesai dalam waktu 1 sampai 2 jam jika semua komponen maupun

bahan serta alat yang digunakan selama pengerjaan telah siap, karena monitoring

display check alternator berbasis arduino yang sangat mudah dipahami dan tidak

memerlukan pembelajaran yang lebih mendalam. Waktu pembuatan monitoring

display check output alternator diatas Tidak termasuk saat assembly dan uji coba

di unit.

38

4.5. Biaya Pembuatan

Berikut adalah hasil perhitungan analisa biaya yang dikeluarkan untuk

proses rancang bangun monitoring display check output alternator dibutuhkan

sebagai berikut :

Tabel 4.3 Biaya Pembuatan

No Nama jumlah Harga

1 Arduino uno r3 1 Rp. 55.000

2 Resistor 10 K 1 Rp. 200,

3 Resistor 100 k 1 Rp. 200

4 I2c 1 Rp. 10.000

5 Display 16x2 1 Rp. 18.000

6 Wire 3 meter -

7 Skun 4 -

Jumlah Rp. 83.400

4.6. Hasil Uji Coba

Monitoring display check output alternator adalah sebuah alat untuk

memeriksa tegangan yang dikeluarkan oleh terminal alternator yang diteruskan

ke safety relay menuju ke bateray, dan berdasarkan hasil uji coba dari hasil

rancang bangung monitoring display check output alternator yang di laksanakan

pada 2 unit yang berbeda dengan RPM yang berbeda, yaitu pada unit forklift 25

dan juga Dozer D85-2 ESS.

forklift 25 dan juga Dozer D85-2 ESS sama-sama tidak memiliki sebuah

alat untuk memonitor output tegangan dari alternator, sehingga uji coba

dilaksanakan pada forklift 25 dan juga Dozer D85-2 ESS. forklift 25 dan juga

Dozer D85-2 ESS memiliki bentuk, port, serta voltage alternator dikarenakan

kebutuhan dari sistem yang dimilikinya. Berikut adalah hasil uji coba yang berupa

hasil output alternator menggunakan monitoring display check output alternator

yang di tampilkan pada tabel 4.4.

39

Tabel 4.4 Hasil Uji Coba (High Idle)

Unit Waktu

(kelipata

n 30

detik)

Hasil

(Volt)

Standard

24 Volt

(Normal

/abnorma

l)

Unit Waktu

(kelipat

an 30

detik)

Hasil

(Volt)

Standard

12 Volt

(Normal

/

Abnorm

al)

DO

ZE

R D

85-2

ES

S

30 28,68 Normal

FO

RK

LIF

T K

OM

AT

SU

25

30 13,97 Normal

60 28,63 Normal 60 13,60 Normal

90 28,58 Normal 90 13,89 Normal

120 28,79 Normal 120 13,94 Normal

150 28,90 Normal 150 14,05 Normal

180 28,63 Normal 180 14,10 Normal

210 29,01 Normal 210 14,21 Normal

240 28,52 Normal 240 13,99 Normal

270 28,52 Normal 270 14,05 Normal

300 28,95 Normal 300 14,05 Normal

330 29,33 Normal 330 14,15 Normal

360 29,33 Normal 360 14,05 Normal

390 28,79 Normal 390 14,15 Normal

420 28,79 Normal 420 14,15 Normal

450 28,79 Normal 450 14,21 Normal

480 28,79 Normal 480 14,15 Normal

510 28,90 Normal 510 14,10 Normal

540 28,63 Normal 540 14,10 Normal

570 29,17 Normal 570 14,10 Normal

600 28,90 Normal 600 14,31 Normal

630 29,06 Normal 630 14,51 Normal

660 29,06 Normal 660 14,21 Normal

690 28,74 Normal 690 14.31 Normal

720 28,68 Normal 720 14,26 Normal

750 29,28 Normal 750 14,31 Normal

780 28,68 Normal 780 14,21 Normal

810 29,49 Normal 810 14,21 Normal

840 29,49 Normal 840 14,26 Normal

870 29,49 Normal 870 14,26 Normal

900 29,49 Normal 900 14,26 Normal

Total

838,6

Total 424,12

Rata-

Rata 28,91

Rata-

Rata 14,13

40

Tabel 4.5 Hasil Uji Coba (Low Idle)

Unit Waktu

(kelipata

n 30

detik)

Hasil

(Volt)

Standard

24 Volt

(Normal

/abnorma

l)

Unit Waktu

(kelipat

an 30

detik)

Hasil

(Volt)

Standard

12 Volt

(Normal

/

Abnorm

al)

DO

ZE

R D

85-2

ES

S

30 29,11 Normal

FO

RK

LIF

T K

OM

AT

SU

25

30 14,26 Normal

60 29,11 Normal 60 14,31 Normal

90 28,68 Normal 90 14,26 Normal

120 28,68 Normal 120 14,26 Normal

150 28,63 Normal 150 14,26 Normal

180 28,63 Normal 180 14,21 Normal

210 28,63 Normal 210 14,26 Normal

240 29,63 Normal 240 14,26 Normal

270 28,63 Normal 270 14,31 Normal

300 28,63 Normal 300 14,26 Normal

330 29,17 Normal 330 14,21 Normal

360 28,9 Normal 360 14,26 Normal

390 29,17 Normal 390 14,26 Normal

420 28,63 Normal 420 14,26 Normal

450 28,85 Normal 450 14,31 Normal

480 28,65 Normal 480 14,26 Normal

510 28,85 Normal 510 14,21 Normal

540 29,17 Normal 540 14,21 Normal

570 28,9 Normal 570 14,26 Normal

600 28,7 Normal 600 14,26 Normal

630 28,94 Normal 630 14,26 Normal

660 28,63 Normal 660 14,21 Normal

690 28,85 Normal 690 14,31 Normal

720 28,74 Normal 720 14,26 Normal

750 28,85 Normal 750 14,26 Normal

780 29,22 Normal 780 14,31 Normal

810 29,17 Normal 810 14,26 Normal

840 28,95 Normal 840 14,26 Normal

870 29,17 Normal 870 14,26 Normal

900 28,9 Normal 900 14,21 Normal

Total

866,7

7 Total 427,75

Rata-

Rata 28,91

Rata-

Rata 14,25

41

A

B

Gambar 4.7 Monitoring Display Check Output Alternator di Forklift (A Low Idle, B High Idle)


A

B

Gambar 4.8 Monitoring Display Check Output Alternator di Dozer D85-2 ESS(A Low Idle, B High Idle)


a

b

Gambar 4.9 (a) Pengukurang di Forklift 25 (b) Pengukuran Dozer D85-2 ESS


Berdasarkan hasil uji coba monitoring display check output alternator

yang di tunjukan pada tabel 4.4 dimana Dozer D85-2 ESS berhasil

mengumpulkan 30 data jumlah output voltage dari monitoring display check

output alternator dan 30 data jumlah output voltage dari monitoring display check

output alternator. Dimana D85-2 ESS memiliki hasil rata rata 28,91 volt dan di

42

forklift 25 mendapatkan hasil rata rata 14,13 volt. Dari hasil rata rata unit D85-2

ESS dan forklift 25 dengan hasil pengukuran alternator menggunakan AVO meter

yang ditunjukan pada Gambar 4.9 adalah pengukuran menggunakan AVO meter

dan Gambar 4.7, Gambar 4.8 adalah pengukuran menggunakan monitoring

display alternator memiliki selisih 0,7 Volt dari hasil yang di dapatkan dari unit

D85-2 ESS dan forklift 25, hal itu disebabkan karena arduino telah di program

setiap 0,05 Sec akan mengolah datanya kembali, dan berbeda dengan avo meter

yang akan berubah nilainya ketika ada perubahan yang di dapat. Hasil yang bisa

dijadikan acuan sebagai data yang valid adalah detik 390 sampai dengan detik

510.

4.6 Analisa JSA (Job Safety Analysis) Monitoring Display Check Output

Alternator

Menurut hasil uji coba langsung di lapangan menggunakan monitoring

display check output alternator pada unit Dozer D85-2 ESS dan juga forklift 25,

maka didapatlah JSA monitoring display check output alternator yang terdapat

pada tabel 4.5 sebagai berikut :

Tabel 4.6 JSA PENGGUNAAN MONITORING DISPLAY CHECK OUTPUT

ALTERNATOR


1 Persiapan Alat tergelincir Pastikan unit

berada di posisi

tanah yang datar.

2 Mengamankan

area kerja

Kecelakaan posisi unit harus

berada di tanah

yang datar

pastikan tanah

yang ditumpangi

unit keras

pasang safetyline

di sekeliling unit

dan pasang lock

3 Menaiki unit tergelincir Pada saat ingin

43

menaiki unit,

pastikan

undercarriage

terbebas dari

ceceran oli dan

bahan bakar.

Jika ingin menaiki

cabin pegang

tiang cabin

sehingga

mendapat pijakan

yang kuat untuk

menghindari

tergelincir

4 Proses pengecekan Fatality

Alat konslet

Pastikan tidak ada

orang yang berada

di sekitar unit dan

berada di dekat

belt alternator

Pastikan ketika

ingin dinyalakan

seluuruh daerah

sekitar Monitoring

display check

output alternator

kering

5 House keeping tersandung Bersihkan area

kerja

4.7. Margin Of Error

Setelah melaksanakan uji coba pada unit Forklift dan dozer D85-2 ESS

maka mendapatkan hasil yang di tampilkan oleh display, maka dari itu dilakukan

lah perhitungan Margin of error adalah jumlah error saat pengambilan data,

dimana, berikut adalah perhitungan margin of error:

Margin on error = z x S

Z = Konstanta 1,96

S= simpangan baku (Lampiran 2)

n = jumlah data

44

- High Idle

margin of error (D85-2 ESS) = 1,96 x 0,303 /

=0,095 = 9,5%

Margin of error (Forklift) = 1.96 x 0,165 /

=0,059 = 5,9 %

- Low Idle

margin of error (D85-2 ESS) = 1,96 x 0,25 /

=0,089 = 8,9%

Margin of error (Forklift) = 1.96 x 0,3 /

=0,107 = 10,7%

Dari hasil perhitungan diatas, didapat margin of error sebesar 9,5 % untuk

high idle dan 8,9 % untuk Low Idle pada saat uji coba di unit D85-2 ESS milik

PT. United Tractors Tbk Samarinda dan 5,8 % untuk high idle dan 10,7% untuk

low idle pada forklift milik Politeknik Negeri Balikpapan dengan pengukuran

menggunakan monitoring display check output alternator.

4.8. Analisa Efisiensi Pekerjaan

Hasil analisa Efisiensi pekerjaan memiliki beberapa point seperti waktu

pekerjaan, jumlah man power, dan safety. Point safetynya adalah, pekerja tidak

perlu turun langsung untuk mengecek output dari alternator, cukup duduk di

cabin dan lihat hasil yang ditampilkan oleh LCD. Point tentang jumlah man

power dan efisiensi waktu pekerjaan berpengaruh di saat PPM(Program

Pemeriksaan Mesin), dimana dapat melaksanakan 2 pengecekan disaat bersamaan

dengan mengukur tegangan output dari alternator.

Gambar 4.10 Grafik waktu saat pengecekan output alternator


0 5 10 15 20

Trouble Shooting

PPM

Daily CheckMenggunakan DisplayCheck OutputAlternator

tidak menggunakan

Menit

45

4.10. Meminimalisir Terjadinya Potensi Bahaya

Dari tabel 4.6 bahwa potensi kecelakaan saat pelaksanaan pengecekan

output alternator sangatlah kecil, dikarenakan seorang pekerja tidak perlu turun

dari cabin serta meletakkan anggota tubuhnya di seputaran alternator. Potensi

dari rusaknya alat pun lebih kecil. Serta tidak perlunya komunikasi 2 arah karena

pekerjaan ini dilakukan oleh 1 (satu) man power.

4.11. Kelebihan dan kekurangan

Menurut hasil analasia tentang monitoring display check output alternator,

didapatkan kelebihan serta kekurangan dari monitoring display check output

alternator sebagai berikut :

4.11.1. Kelebihan

1. Dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan/keinginan

2. Dapat dikembangkan sehingga tidak hanya menjadi voltmeter saja

3. Detika terjadi kerusakan dapat membeli part yang rusak saja

4. Dengurangi waktu pengecekan

5. Mengurangi jumlah man power

6. Memiliki standar normal dan abnormal jika output yang dihasilkan

4.11.2. Kekurangan

1. Harga sedikit lebih mahal ketimbang volt meter biasa

2. Harus membuat case sendiri

3. Ketika ingin membuat volt meter harus memiliki kode terlebih dahulu

4.12. Metode Penggunaan Alat

Berikut adalah metode penggunaan alat monitoring display output

alternator yang sesuai dengan percobaan alat dilapangan yang baik dan benar

sehingga menjaga alat monitoring display output alternator dapat digunakan

secara lanjut :

46

1. sebelum menyalakan unit, perhatikan wiring dari monitoring display output

alternator berada di portnya, dimana wiring positif di hubungkan dengan “R”

alternator, dan wiring negatip dengan ground test port.

2. bersihkan LCD dengan tisu atau lap kering, untuk menghilangkan debu yang

menempel di display sehingga tidak mengganggu pembacaan.

3. pastikan tidak adanya tetesan air di sekitar arduino karena akan menyebabkan

short.

4. hidupkan engine, ketika unit belum beroprasi dalam 3 jam terakhir, maka

diamkan unit dengan RPM normal selama 15 menit.

5. setelah engine telah berada dalam temperatur kerja, maka hidupkan monitoring

display output alternator.

6. jika display menunjukan tulisan “abnormal” maka alternator bermasalah, tetapi

ketika display menunjukan tulisan “normal” maka alternator dalam kondisi yang

optimal

7. sebagai acuan measuring, detik ke 390 sampai dengan detik ke 510 adalah data

yang dapat diambil sebagai hasil pengukuran.

8. ketika telah mendapatkan hasilnya maka kurangi hasil yang didapat dengan 0,7

volt untuk monitoring display check output alternator yang menggunakan baterai

9 Volt.

9. setelah selesai melaksanakan pengukuran, matikan monitoring display check

output alternator disusul dengan mematikan engine.

10. laksanakan house keeping.

4.13. Metode Penyimpanan dan Perawatan

Sebuah alat memiliki cara perawatan dan penyimpanan yang berbeda

beda, begitu juga pada monitoring display check output alternator yang

membutuhkan perawatan pula, penyimpanan monitoring display check output

alternator sangatlah mudah yaitu pastikan monitoring display check output

alternator selalu kering ketika ingin digunakan serta dudukan dari monitoring

47

display check output alternator mendukung untuk menjaga monitoring display

check output alternator.

Perawatan monitoring display check alternator jika menggunakan bateray

9 volt sebagai power supply maka ketika bateray sudah mengalami drop voltage

harus diganti agar monitoring display check output alternator dapat digunakan

kembali. Jika monitoring display check output alternator menggunakan power

supply dari unit dan telah dipasang stepdown, maka tidak perlu melakukan

penggantian bateray.

48

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan monitoring display check output alternator untuk

mengecek output alternator yang berupa voltage. Dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut

1. Perancangan dan simulasi menggunakan software proteus 7.0 .

2. Monitoring display check output alternator adalah alat untuk mengecek output

alternator yang berbasis mikrokontroler arduino uno r3.

3. Margin error dari monitoring display check output alternator menggunakan

baterai 9 volt sebesar 9,8% RPM high ile dan 5,8% RPM low idle (forklift),

margin of error sebesar 8,9 % RPM high idle dan 10,7 % RPM low idle

(D85ESS). dengan selisih perbandingan antara avo meter dan monitoring

display check output alternator sebesar 0,7 volt.

4. Penggunaan monitoring display check output alternator sangatlah mudah

dimana hanya melihat hasil tampilan dari display untuk mengetahui voltage

dari alternator, dan tidak perlu menuju alternator.

5.2 Saran

Menurut hasil dan kesimpulan dari penelitian diatas, maka hasil penelitian

ini dapat direkomendasikan sebagai berikut :

1. Perhatikan JSA yang telah tertulis dalam penilitan sebagai acuan saat proses

pengecekan output alternator menggunakan monitoring display check output

alternator

2. Karena penggunaanya yang sangat aman, diharapkan dapat menurunkan

potensi bahaya serta menghemat waktu saat proses pengecekan output

alternator sehingga pekerjaan lebih maksimal

3. Masukan untuk developer unit D85 ESS agar menambah sistem kontrol di

unitnya seperti monitoring display check output alternator sehingga dapat

mempermudah proses monitoring unit

4. Diharapkan monitoring display check output alternator dapat dikembangkan

tidak hanya untuk alternator saja, tetapi dapat memonitoring seluruh elektrikal

sistem yang berada pada unit D85ESS.

49

DAFTAR PUSTAKA

Komatsu, 2014, Shop Manual D85, Japan, Komatsu

Ling, Raymond Scoot, 2012, Vehicle Monitoring System, United States,

Progresive Cassuality Insurance Company.

Mahendra, Hengki , 2011, Sistem Pengisian, Padang, Universitas Negri Padang

Raffa, James M, 1995, Engine Oil Monitoring System Having Ann-Vehicle

Display Of The Current Status Of The Oil, United State, Ford Motor

Company

Ridgely, William S, 1999, Agricultural Vehicle Monitoring System, United

States, Agriland Designs, Inc.

Stokes, Lyne, 2004, What is a Survey? Survey Research Methods Section,

United states, American Statistical Association.

Susanto, Budi Tri, 2008 , Teknik Alat Berat Jilid 2 , Jakarta, Kemendikbud

https://1.bp.blogspot.com/lkGKwjjDYfA/VRQidrn75dI/AAAAAAAAB0w/kMuI

U60lIJA/s1600/rotor-kumparan-rotor.png

www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-sistem-

pengisian.html

www.slideshare.net/Desta_92?utm_campaign=profiletracking&utm_medium=sssi

te&utm_source=ssslideview

https://1.bp.blogspot.com/lkGKwjjDYfA/VRQidrn75dI/AAAAAAAAB0w/kMuIU60lIJA/s1600/rotor-kumparan-rotor.png

https://1.bp.blogspot.com/lkGKwjjDYfA/VRQidrn75dI/AAAAAAAAB0w/kMuIU60lIJA/s1600/rotor-kumparan-rotor.png

http://www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-sistem-pengisian.html

http://www.kitapunya.net/2015/03/komponen-komponen-alternator-sistem-pengisian.html

https://www.slideshare.net/Desta_92?utm_campaign=profiletracking&utm_medium=sssite&utm_source=ssslideview

https://www.slideshare.net/Desta_92?utm_campaign=profiletracking&utm_medium=sssite&utm_source=ssslideview

50

LAMPIRAN

Lampiran 1. Proses Perancangan Monitoring display check output alternator

Proses perancangan monitoring display check output alternator

menggunakan aplikasi Proteus 7.0 dimana aplikasi ini tersedia untuk Personal

Computer (PC), aplikasi proteus ini adalah aplikasi untuk simulasi rangkaian

elektrik yang akan dibuat. Kali ini Proteus 7.0 akan mensimulasikan rangkaian

monitoring display check output alternato.

a. jika sudah memiliki Proteus 7.0, langkah selanjutnya yaitu mengumpulkan

komponen komponen yang mendukung untuk melaksanakan simulasi Monitoring

dsplay check output alternator yaitu :

1. Arduino Uno R3 : keyword untuk Arduino Uno R3 di proteus yaitu “Arduino

Uno” dengan tampilan seperti di Gambar Lampiran 1.

2. Resistor : keyword untuk resistor di proteus yaitu “resistor” dengan tampilan

seperti di Gambar Lampiran 2.

3. LCD 16x2 : keyword untuk LCD 16x2 yaitu “LCD 16x2” dengan tampiilan di

Gambar Lampiran 3

4. i2C : keyword untuk “i2C” yaitu “PCF 8574” dengan tampilan seperti Gambar

Lampiran 4

5. untuk aksesorisnya yaitu power supply terdapat pada Gambar Lampiran 5.

Gambar Lampiran 1 Gambar Lampiran 2

51

Gambar Lampiran 3 Gambar Lampiran 4

Gambar Lampiran 5

b. setelah semua komponen telah siap, masukkan semua komponen ke lembar

kerja Proteus 7.0 yang seperti yang terlihat di Gambar Lampiran 6.

Gambar Lampiran 6

c. Hubungkan tiap tiap komponen dengan wiring dan ikuti langkah-langkah

berikut :

1. Hubungkan LCD 16x2 dengan i2C,port yang digunakan LCD 16x2 adalah

4,5,6,7, 10, 11, 12 urutkan dengan port yang berada di i2C seperit Gambar

Lampiran 7.

52

2. setelah LCD 16x2 dengan i2C terhubung, sambungkan i2C ke arduino, port i2C

yang disambungkan adalah port SCL i2C dengan A4 Arduino, dan SDA i2C

dengan A5 Arduino dan urutkan seperti Gambaran Lampiran 8.

3. selanjutnya adalah rangkaian meassuring yang menyambungkan ke 2 resistor

menjadi satu lalu dihubungkan ke Arduino Uno R3. Rangkaian Meassuring bisa

dilihat di Gambar Lampiran 9.

4. jika sudah mengikuti step diatas, maka rangkaian monitoring display check

output alternator dapat disimulasikan. Hasil simulasi bisa dilihat di Gambar

Lampiran 10

Gambar Lampiran 7

Gambar Lampiran 8

Gambar Lampiran 9

53

Gambar Lampiran 10

Lampiran 2. Sketch/Code Monitoring Display Check Output Alternator

Berikut adalah sketch/Code yang digunakan dalam monitoring display check

output alternator sehingga Arduino Uno R3 dapat mengolah data yang masuk.

#include "LiquidCrystal.h"

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

float input_voltage = 0.0;

float temp=0.0;

void setup()

{

Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps

lcd.begin(16, 2); //// set up the LCD's number of columns and rows:

lcd.print("DIGITAL VOLTMETER");

}

void loop()

{

//Conversion formula for voltage

54

int analog_value = analogRead(A0);

input_voltage = (analog_value * 5.0) / 1024.0;

if (input_voltage < 0.1)

{

input_voltage=0.0;

}

Serial.print("v= ");

Serial.println(input_voltage);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Voltage= ");

lcd.print(input_voltage);

delay(300);

}

Lampiran 2 Simpangan Baku

Rumus simpangan Baku :

S2= ∑ ∑

S2= simpangan baku

Xi= nilai x ke i

∑ =rata rata

N= ukuran sample

Tabel Lampiran 2 Simpangan Baku (D85ESS)

No Xi Xi2

No Xi Xi2

1 28,68 822,5424 21 29,06 844,4836

2 28,63 819,6769 22 29,06 844,4836

3 28,58 816,8164 23 28,74 825,9876

4 28,79 828,8641 24 28,68 822,5424

55

5 28,9 835,21 25 29,28 857,3184

6 28,63 819,6769 26 28,68 822,5424

7 29,01 841,5801 27 29,49 869,6601

8 28,52 813,3904 28 29,49 869,6601

9 28,52 813,3904 29 29,49 869,6601

10 28,95 838,1025 30 29,49 869,6601

11 29,33 860,2489

12 29,33 860,2489

13 28,79 828,8641

14 28,79 828,8641

15 28,79 828,8641

16 28,79 828,8641

17 28,9 835,21

18 28,63 819,6769

19 29,17 850,8889

20 28,9 835,21

Jumlah Xi 868,09

Jumlah Xi2 25122,19

∑

∑

2 = 2

=753580,2

S2=

S2=

S2

=0,098

56

S=

S= 0,313

Jadi simpangan baku monitoring display check output alternator adalah 0,313

Tabel Lampiran 2 Simpangan Baku (Forklift)

No Xi Xi2

No Xi Xi2

1 13,97 195,1609 21 14,15 200,2225

2 13,6 184,96 22 14,1 198,81

3 13,89 192,9321 23 14,1 198,81

4 13,94 194,3236 24 14,1 198,81

5 14,05 197,4025 25 14,31 204,7761

6 14,1 198,81 26 14,51 210,5401

7 14,21 201,9241 27 14,21 201,9241

8 13,99 195,7201 28 14.31 204,7761

9 14,05 197,4025 29 14,26 203,3476

10 14,05 197,4025 30 14,31 204,7761

11 14,15 200,2225

12 14,05 197,4025

13 14,15 200,2225

14 14,15 200,2225

15 14,21 201,9241

Jumlah Xi 424,12

Jumlah Xi2

5996,716

∑

∑

2 = 2

=179.877,77

S2=

57

S2=

S2

=0,027

S=

S= 0,165

Jadi simpangan baku monitoring display check output alternator adalah 0,165

Dozer Low Idle

Xi Xi2

29,11 847,3921

29,11 847,3921

28,68 822,5424

28,68 822,5424

28,63 819,6769

28,63 819,6769

28,63 819,6769

29,63 877,9369

28,63 819,6769

28,63 819,6769

29,17 850,8889

28,9 835,21

29,17 850,8889

28,63 819,6769

28,85 832,3225

28,65 820,8225

28,85 832,3225

29,17 850,8889

28,9 835,21

28,7 823,69

58

28,94 837,5236

28,63 819,6769

28,85 832,3225

28,74 825,9876

28,85 832,3225

29,22 853,8084

29,17 850,8889

28,95 838,1025

29,17 850,8889

28,9 835,21

866,77 25044,84

28,89233333 834,8281

∑

∑

2 = 2

=751290,2

S2=

S2=

S2

=0,063

S=

S= 0,25

Forklift Low Idle

Xi Xi2

14,26 203,3476

14,31 204,7761

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,26 203,3476

59

14,21 201,9241

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,31 204,7761

14,26 203,3476

14,21 201,9241

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,31 204,7761

14,26 203,3476

14,21 201,9241

14,21 201,9241

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,21 201,9241

14,31 204,7761

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,31 204,7761

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,26 203,3476

14,21 201,9241

427,75 6099,03

14,25833333 203,301

∑

∑

2 = 2

=182970,1

60

S2=

S2=

S2

=0,000945

S=

S= 0,03

RANCANG BANGUN MONITORING DISPLAY OUTPUT …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/RANCANG BANGUN...

Documents

Transcript of RANCANG BANGUN MONITORING DISPLAY OUTPUT …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/RANCANG BANGUN...