V. HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Mekanisme Pengendali Kopling
Permasalahan yang ada dalam perancangan mekanik sistem pengendali kopling adalah bagaimana menggerakkan pedal kopling ke posisi maksimum penekanan dan menahannya di posisi tersebut selama waktu yang dibutuhkan operator untuk memindahkan persneling, dan kemudian melepasakannya secara perlahan-lahan. Gaya yang dibutuhkan untuk menekan pedal kopling sangatlah besar, sangat sulit untuk merancang suatu sistem pengendali kopling yang menggunakan gaya tekan langsung di pedal kopling. Karena sumber tenaga listrik yang tersedia di traktor adalah accumulator 12 volt. Kesulitan yang dihadapi adalah mencari motor listrik DC yang tersedia di pasaran. Sehingga perlu dirancang suatu mekanisme yang dapat menurunkan kebutuhan gaya untuk menekan kopling dengan tenaga yang cukup.
32
Dari hasil analisis rancangan, komponen penyusun mekanisme pengendali kopling terdiri atas: motor DC sebagai sumber tenaga penggerak, dudukan motor sebagai tempat menempelkan motor ke traktor, lengan kopling yang diperpanjang dan diikat ke pedal kopling traktor dengan menggunakan klem baja berfungsi menurunkan kebutuhan gaya saat menggerakkan pedal kopling, kabel penarik yang berfungsi menarik lengan kopling, dan puli yang berfungsi menggulung dan mengulur kabel penarik. Serta rangkaian elektronik (kontroler) yang berfungsi dalam pengontrolan (sistem kontrol).Gambar 23. Hasil Rancangan Mekanisme Pengendali Kopling
Gambar 23 menunjukkan pemasangan komponen penyusun mekanisme pengendali kopling. Hal utama yang harus diperhatikan dalam penyusunan komponen di atas adalah maksimum panjang lengan kopling. Semakin panjang lengan, semakin kecil gaya yang dibutuhkan untuk menekan pedal kopling. Tetapi semakin terbatas pula ruang yang tersedia untuk mendudukkan motor, dan menghindari lengan kopling menyentuh roda depan atau tanah saat dioperasikan.
Motor DC yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor DC 24 volt. Untuk mendapatkan tenaga output yang maksimal tegangan yang dihasilkan dari accumulator dinaikkan dengan menggunakan inverter. Motor dipasang pada dudukan motor yang terdiri atas dua bagian dengan menggunakan baut berukuran sesuai dengan lubang baut pada motor DC. Bagian yang berupa plat baja setebal 5 mm dipilih untuk menghindari kemungkinan terjadi lendutan akibat gaya tarik yang dihasilkan lengan kopling saat mengembalikannya ke posisi awal penekanan. Bagian kedua berupa pipa baja berbentuk kotak yang selain berfungsi menopang motor, bentuk ini disesuaikan dengan posisi dan ukuran lubang baut yang tersedia pada badan traktor.
Puli dipasang pada poros keluaran dari motor DC. Sama halnya dengan lengan kopling, ukuran puli sangat penting. Semakin besar diameter puli maka semakin sedikit putaran poros motor yang dibutuhkan untuk menggulung kabel penarik, namun ukuran puli terbatas oleh ketersediaan ruang antara ujung lengan kopling dalam kondisi tertekan ke posisi maksimum penekanan dan letak dudukan motor. Pemasangan puli harus sejajar dengan arah gerak lengan kopling untuk menghasilkan gaya maksimum penarikan.
Kabel penarik terbuat dari bahan baja yang umum dijual di pasaran sebagai tali kopling motor, bagian pangkalnya dipasang pada diameter dalam puli dengan cara melubangi puli menggunakan bor Perpanjangan Lengan Kopling
Motor DC Puli
Dudukan Motor DC Kabel Penarik
33
berdiameter sesuai dengan diameter kabel penarik. Kabel penarik dipasang dalam kondisi tegang untuk memperkecil waktu tunggu (delay) saat puli mulai berputar dan menggulung serta menarik lengan kopling. Bagian ujung kabel penarik dipasang pada lengan kopling dengan cara melubangi baut dan lengan kopling tepat melewati poros keduanya.Lengan kopling berupa pipa baja silinder. Bentuk ini sengaja dipilih dengan mempertimbangkan bentuk lingkaran lebih tahan terhadap gaya tarik-menarik yang terjadi pada lengan kopling dibandingkan dengan bentuk lain dan juga tersedia ruang yang cukup untuk memasang kabel penarik di ujungnya. Di bagian pangkal lengan kopling, digunakan tiga buah klem di sebagai pengikat antara pedal kopling dan lengan kopling.
5.1. 2.
Langkah Kerja Sistem Pengendali
Setelah mekanisme berhasil dibangun, tahap selanjutnya adalah menggabungkannya dengan sistem kontrol yang telah disediakan. Sistem diset agar beroperasi sesuai dengan langkah pengoperasian traktor secara manual. Tiga hal yang manjadi patokan dalam pengoperasian kopling adalah; saat penekanan, kopling harus ditekan sekaligus dengan cepat hingga ke posisi maksimum penekanan; kemudian kopling ditahan di posisi tersebut selama waktu yang dibutuhkan operator untuk memindahkan tuas persneling traktor; setelah traktor siap dijalankan, kopling dilepas secara perlahan-lahan untuk menghindari lonjakan pada traktor dan mengurangi kemungkinan kerusakan karna aus pada kopling karena besarnya tenaga traktor.
Waktu yang diperlukan setiap operator untuk melakukan ketiga hal tersebut sangat relatif. Dalam penelitian ini waktu penekanan ditetapkan selama satu detik, waktu penahanan selama sepuluh detik, dan waktu pelepasan kopling selama dua detik. Saat dinyalakan sistem kontrol memberi perintah untuk menghidupkan motor DC dengan cara mengalirkan arus sehingga puli motor berputar dan memposisikan lengan kopling pada posisi minimum penekanan. Selanjutnya puli kembali berputar dan menggulung kabel penarik sehingga lengan kopling bergerak ke arah bawah ke posisi maksimum penekanan. Saat mencapai posisi tersebut, dimana lengan kopling tepat menyentuh limitswitch, arus listrik otomatis terputus dan motor DC berhenti berputar. Karena motor DC yang dipakai dilengkapi dengan worm gear, poros motor DC dan puli tetap diam menahan lengan kopling diposisi tersebut. Setelah sepuluh detik, sistem kontrol kembali memerintahkan motor dengan arah putar sebaliknya dengan mengalirkan arus listrik yang lebih kecil dan berlawanan arah. Kabel penarik terulur dan lengan kopling kembali ke posisi awal secara perlahan-lahan.
5.1. 3.
Hasil Pengujian
Mekanisme pengendali kopling hasil rancangan diuji untuk mengetahui apakah motor DC mampu menarik lengan kopling hingga ke posisi maksimum penekanan dalam waktu satu detik, menahannya di posisi tersebut selama sepuluh detik, dan melepaskannya secara perlahan-lahan selama dua detik. Dari hasil pengujian, motor DC mampu menggulung kabel penarik sehingga lengan kopling tertarik dan mencapai posisi maksimum penekanan dalam waktu satu detik. Saat arus listrik ke motor DC diputus, lengan kopling tetap berada pada posisi maksimum penekanan karena tertahan oleh mekanisme worm gear yang ada pada motor DC. Setelah sepuluh detik, motor DC kembali menyala dan berputar
34
berlawanan arah sehingga lengan kopling kembali ke posisi awal selama dua detik. Dan tepat pada saat lengan kopling mencapai posisi awal (posisi minimum penekanan), limitswitch tertekan dan arus listrik diputus sehingga motor DC berhenti berputar.Rangkaian ini diharapkan mampu bekerja setiap saat dibutuhkan sesuai perintah yang diberikan oleh sistem kontrol. Selama rangkaian tetap terhubung ke sumber listrik dan tidak ada kerusakan pada kompinen mekanismenya, sistem kontrol dapat sewaktu-waktu memberikan perintah pengendalian kopling. Namun yang menjadi kendala adalah dikarenakan tenaga operator masih dibutuhkan untuk memindahkan tuas persneling secara manualmaka operator harus menyesuaikan waktu pengoperasinya baik momen maupun durasi penekanan persneling dengan kerja sistem yang sudah ditetapkan.
Kendala lain yang dihadapi dalam pengujian mekanisme ini adalah motor yang digunakan bertegangan 24 volt sedangkan tegangan yang dihasilkan oleh accumulator traktor sebagai sumber daya hanya sebesar 12 volt. Untuk mengatasi masalah ini, digunakan sebuah inverter yang mampu menaikkan tegangan accumulator menjadi 24 volt sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan motor DC. Namun demikian, arus yang dihasilkan oleh inverter yang digunakan dalam penelitian kali ini tidak mencukupi. Output arus inverter hanya 4 Ampere, sedangkan berdasarkan pengukuran arus yang dibutuhkan motor DC pada saat dibebani adalah 7.6 Ampere. Sehingga tenaga yang dihasilkan oleh motor tidak maksimal untuk menggerakkan lengan kopling. Solusi terbaik untuk mengatasi kendala di atas adalah dengan menggunakan dua buah accumulator bertegangan output 12 volt dan arus 45 ampere yang dirangkai secara seri. Output dari rangkaian seri accumulator ini menghasilkan output tegangan 24 volt dan arus 45 Ampere. Motor DC dapat menggerakan lengan kopling dengan menggunakan dua buah accumulator yang dirangkaikan secara seri.
