METODE PENELITIAN
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1. Bahan
Penelitian ini menggunakan helm sepeda motor SNI yang dapat dilihat pada gambar 3.1. Helm jenis ini banyak di jual dipasaran dan digunakan oleh pengguna sepeda motor. Helm ini telah dikategorikan helm Standar Nasional Indonesia karena telah memiliki logo SNI pada bagian belakang helm. Helm yang digunakan pada pengujian ini yaitu helm jenis open face. Dikatakan helm open face karena bentuk helm ini hanya memberikan perlindungan maksimal dibagian
belakang kepala saja.
(a) (b) (c) (d)
(a) tampak depan, (b) tampak samping, (c) tampak belakang, dan (d). tampak atas Gambar 3.1. Helm sepeda motor SNI
Secara umum bahan atau material utama helm adalah polypropylene. Polypropylene merupakan salah satu polimer termoplastik yang sangat luas digunakan dalam industri moulding, synthetics fibre dan lain-lain. Kelebihan dari polypropylene adalah memiliki kemampuan tahan benturan, tahan terhadap radiasi
Polypropylene komersial merupakan isotaktik dan memiliki
menengah di antara polietilena berdensitas rendah dengan polietilena berdensitas tinggi dan modulus Young nya juga menengah. Besar dari modulus elastisitasnya yaitu berkisar antara 1,5 - 2 GPa. Melalui penggabungan partikel karet, Polypropylene bisa dibuat menjadi liat serta fleksibel, bahkan di suhu yang rendah. Hal ini membolehkan Polypropylene digunakan sebagai pengganti berbagai plastik teknik, sepertiPolypropylene memiliki permukaan yang tak rata, seringkali lebih kaku daripada beberapa plastik yang lain, lumayan ekonomis, dan bisa dibuat translusen (bening) saat tak berwarna tapi tidak setransparan buram dan/atau berwarna-warni melalui penggunaan pigmen, Polypropylene memiliki resistensi yang sangat bagus terhadap kelelahan (bahan). Polypropylene memiliki titik lebur ~160 °C (320 °F), sebagaimana yang ditentukan Differential Scanning Calorimetry (DSC).
3.2.2 Peralatan
Penelitian ini menggunakan alat uji jatuh bebas multiguna yang diperlihatkan pada gambar 3.2. Pada alat uji jatuh bebas multiguna ini, terdapat sebuah loadcell yang telah dikalibrasi hingga beban sebesar 3500 kg. Pada alat uji jatuh bebas ini terdapat delapan sensor proximity yang ditempatkan pada ketinggian 0 m sampai dengan 4 m dengan jarak antara sensor sejauh 0,5 m.
Gambar 3.2. Perangkat Alat Uji Jatuh Bebas
Alat uji jatuh bebas ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu : a. Rangka bawah
Rangka bawah dari alat uji jatuh bebas ini diperlihatkan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. Rangka Bawah
Keterangan gambar : 1. Frame base 2. Support table 3. Loadcell 4. Teflon base 5. Bottom base
6. Ball end penetrator 7. Anvill support 8. Anvil
9. Helmet 10. Test rig 11. Pipa luncur
b. rangka atas
Rangka atas berfungsi sebagai tempat dipasangnya katrol dan juga untuk menjaga kestabilan alat uji jatuh bebas. Rangka atas diperlihatkan pda gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangka Atas
c. Katrol
Katrol yang digunakan pada alat uji jatuh bebas ini, terbuat dari aluminium. Fungsi dari katrol ini yaitu untuk menarik test rig hingga mencapai ketinggian yang diinginkan. Katrol tersebut dipasang pada rangka atas alat uji jatuh bebas. Katrol yang dipergunakan diperlihatkan pada gambar 3.5.
d. Pipa Penyangga
Pipa penyangga adalah sebagai tiang utama yang berfungsi untuk membuat alat uji jatuh bebas tersebut menjadi kokoh. Pipa penyangga dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6. Pipa Penyangga e. Pipa luncur
Pipa luncur berfungsi sebagai rel ataupun tempat jalannya test rig. Pipa luncur terbuat dari bahan stainless steel. Pipa luncur tersebut dibuat sehalus mungkin yang bertujuan untuk mengurangi gesekan antara pipa luncur dengan test rig. Adapun gambar dari pipa luncur diperlihatkan pada gambar 3.7.
f. Pegas peredam
Pegas peredam berfungsi untuk meredam hentakan pada saat pengujian berlangsung. Pegas peredam diperlihatkan pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Pegas Peredam
g. Test Rig
Test rig ini berfungsi sebagai tempat helm dipasangkan pada saat melakukan pengujian. Test rig dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. Test Rig h. landasan (anvil)
Anvil merupakan landasan uji impak jatuh bebas helm yang di design mendekati bentuk benda yang berbenturan dengan penggunakan helm pada saat
mengalami kecelakaan. Pada pengujian impak jatuh bebas, menggunakan tiga jenis anvil, yaitu anvil peluru, anvil plat datar dan anvil setengah lingkaran sepergti yang terlihat pada gambar 3.10.
Anvil peluru di design menyerupai bentuk batu yang runcing yang memiliki sudut yang kecil. Anvil plat datar di design menyerupai bentuk jalan yang datar, sedangkan anvil setengah lingkaran di design menyerupai batu yang memiliki ukuran yang lebih besar.
(1) (2) (3) (1) anvil peluru, (2) anvil plat datar, (3) anvil setengah lingkaran
Gambar 3.10. Landasan (anvil)
i. Loadcell (Alat Pengukur beban dan gaya Impak)
• Alat yang terlihat pada gambar 3.11. Ini berfungsi sebagai alat penerima beban dan pengukur gaya impak.
• Merupakan sebuah sensor gaya yang bekerja menggunakan strain gage full bridge dengan tahanan SG 350 ohm
• Kapasitas maksimum loadcell yang dipergunakan pada penelitian ini sebesar 30.000 kg beban statis.
• Loadcell yang digunakan dalam penelitian ini sudah dikalibrasi oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN) sebesar 20.000kg.
• Untuk pemakaian pada program DAQ sistem dikalibrasi sebesar 3.500 kg.
Gambar 3.11. Loadcell
j. Ball End Penetrator
Ball end penetrator dapat dilihat pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Ball End Penetrator k. Anvil Support
Anvil support dapat dilihat pada gambar 3.13. Anvil support berfungsi sebagai tempat dipasangnya berbagai jenis anvil yang digunakan selama meakukan pengujian.
l. Ring Stopper
Ring stopper ini berfungsi untuk mengikat anvil support agar tidak bergesar bahkan sampai lepas pada saat proses pengujian berlangsung. Gambar ring stopper diperlihatkan pada gambar 3.14.
Gambar 3.14. Ring Stopper
Pada gambar 3.15 berikut ini akan diperlihatkan susunan alat pengukur beban (Loadcell), mulai dari Loadcell, karet peredam, Ball End Penetrator dan Anvil Support serta Ring Stopper.
Keterangan gambar 1. Loadcell 2. Karet peredam 1 3 2 5 4
3. Anvil Support 4. Ring stopper 5. Ball End Penetrator
Gambar 3.15. Posisi peletakan unvil Support dan loadcell
m.Teplon Base
Teplon Base ini berfungsi sebagai peredam, agar tidak terjadi kontak
langsung antara Loadcell dengan Bottom base. Teplon base diperlihatkan pada gambar 3.16.
Gambar 3.16. Teplon Base
n. Bottom Base
Bottom base ini berfungsi sebagai alas dasar dari perangkat alat Loadcell. Gambar bottom base diperlihatkan pada gambar 3.17.
o.Sensor
Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi ketinggian helm saat helm bergerak menuju anvil. Pada alat uji jatuh bebas ini, sensor diletakkan pada ketinggian 0,5m, 1m, 1,5m, 2m, 2,5m, 3m, 3,5m dan 4m. Sensor yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.18.
Gambar 3.18. Sensor
p. Pemegang Sensor
Alat ini berfungsi sebagai tempat dudukan dari sensor. Alat ini dapat dilihat pada gambar 3.19.
Gambar 3.19 Pemegang Sensor
3.2.2.1 DAQ Labjack U3-LV
Alat ini diperlihatkan pada gambar 3.20. Alat ini berfungsi sebagai alat untuk menangkap sinyal gerak logam dengan ketinggian yang ditentukan. Selain
itu alat ini juga dapat merekam data Aqusisi dari Loadcell yang akan dirubah menjadi data di komputer, sehingga diperoleh hasil grafik dari pengujian tersebut. Signal conditioning dan programable amplifier adalah rangkaian elektronik
presisisi tinggi menggunakan IC AD524 dan AD584 untuk mengkondisikan signal elektrik dari loadcell dan diperbesar sampai 1000x. Rangkaian ini dilengkapi dengan programable Excitation voltage (2,5 volt, 5 volt dan 10 volt). Tegangan masukan untuk amplifier adalah -15 vdc, 0, +15vdc. Output amplifier 0-10 vdc.
Gambar 3.20. DAQ Labjack U3-LV 3.2.2.2 Komputer
Komputer berfungsi untuk mengolah data digital yang telah dihasilkan dari labjack menjadi data akusisi dan data dalam bentuk grafik. Gambar dari komputer ataupun laptop diperlihatkan pada gambar 3.21.