PRESENTASI TESIS (P3)
PENGUKURAN GETARAN PADA POROS
MODEL
VERTICAL AXIS OCEAN CURRENT
TURBINE
(VAOCT) DENGAN METODE
DIGITAL IMAGE PROCESSING
HEROE POERNOMO
4108204006
LATAR BELAKANG
Pengaruh getaran terhadap
life time
peralatan begitu
besar.
Metode dan instrumen ukur getaran yang umum
digunakan (
vibration meter
) tergolong rumit dan
memerlukan biaya tinggi.
Alat ukur getaran (
vibration meter
) hanya dapat
LATAR BELAKANG
Metode
digital image processing
cenderung lebih
sederhana dan biaya yang dibutuhkan relatif lebih
murah jika dibandingkan metode yang telah umum
digunakan.
Pengukuran getaran dapat dilakukan pada bagian
obyek getar yang tidak dapat diukur oleh
vibration
meter
.
Berdasar beberapa penelitian sebelumnya, metode
imege processing menunjukkan akurasi yang bagus
dengan parameter error yang kecil.
PERMASALAHAN
Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini
adalah:
1.
Bagaimanakah metode
Digital Image Processing
dapat
mengukur getaran yang terjadi sehingga mendapatkan
properti dasar getaran yaitu simpangan getar dan nilai
frekuensinya
2.
Bagaimanakah kemampuan dan karakteristik metode
digital image processing
dalam mengukuran getaran
pada suatu obyek getar
TUJUAN
Penelitian ini bertujuan untuk :
1.
Membuktikan
metode
baru
yaitu
Digital
Image
Processing
sebagai alternatif metode pengukuran getaran
yang telah umum digunakan (
vibration meter
) dalam
mendapatkan properti dasar getaran antara lain grafik
simpangan getar dan frekuensi dari obyek getar yang
diukur
.
2.
Mengetahui kemampuan dan karakteristik metode
digital
image processing
dalam mengukuran getaran pada suatu
obyek getar
BATASAN PENELITIAN
1.
Benda uji yang hendak dianalisa adalah batang statis yang
dijepit salah satu ujungnya dan poros jenis
Cantilever
dengan satu ujung terpegang
bearing
dan ujung lainnya
bebas
2.
Alat perekam citra menggunakan kamera full HD dengan
kapasitas perekaman 60
frame per second
.
3.
Bahasa Pemrogaman yang digunakan adalah Matlab 7.01
4.Proses pengolahan data hanya sampai pada penyajian
grafik
simpangan
terhadap
waktu
berdasarkan
pengukuran displasmen citra digital
DIGITAL IMAGE PROCESSING
Image Processing adalah metode yang digunakan untuk
melakukan proses atau manipulasi gambar digital yang
disimpan dalam skala dua dimensi.
Tujuan
digital image processing
adalah agar gambar atau
citra digital dapat diolah dan dianalisa dengan seksama.
Hasil/outputnya adalah informasi ciri dari citra secara
numerik atau dengan kata lain komputer (mesin)
melakukan interprestasi terhadap informasi yang ada pada
citra melalui besaran-besaran data yang dapat dibedakan
secara jelas (besaran-besaran ini berupa besaran numerik).
Raster dan Pixel
Citra Digital tersusun dalam bentuk raster (
grid
atau kisi)
Setiap
kotak(
tile
)
yang
terbentuk
disebut
pixel (
picture element
) dan memiliki koordinat(x,y)
◦Sumbu x (horisontal): kolom(
column)
, sampel (
sample
)
◦Sumbu y (vertikal): baris (
row
,
line
)
Setiap pixel memiliki nilai (
value
atau
number
) yang menunjukkan intensitas keabuan pada
pixel tersebut.
Sampling
dan Kuantisasi
Untuk mengkonversi objek yang diindera oleh
sensor menjadi citra digital diperlukan dua proses:
◦
Sampling
: mendigitasi nilai koordinat objek digitalisasi
spasial
◦Kuantisasi (
quantization
): mendigitalisasi nilai
intensitas (amplitudo) sinyal objek
Sampling
Samplinga
dalah suatu proses mendigitasi koordinat objek
menjadi koordinat raster
Kuantisasi
Kuantisasi adalah suatu proses mendigitasi intensi
tas sinyal objek pada koordinat pixel yang disampel
◦dengan kata lain, memberi nilai pixel tersebut
Bitmapped
(
bitmap
)
image
atau citra bitmap adalah
citra yang merupakan hasil pemetaan dari objek (
citra asli)
◦Hasil pemetaan dikodekan dalam bentuk bit (
bi
nary digi
t
)
METODE PENELITIAN
Studi Literatur,
literature review tentang konsep dasar Sistem
Digital Image
Processing
dan analisa image processing dengan software
matlab 7.01
Perancangan Sistem
Digital Image Processing
Penentuan jenis dan spesifikasi kamera perekam yang
akan digunakan disesuaikan dengan objek getar (poros
jenis
Cantilever
) yang akan diamati, digunakan kamera
dengan kemampuan merekam 60 frame per second.
METODE PENELITIAN
1.
Percobaan pada batang yang dijepit
Data diambil dari batang statis dijepit dan diberi simpangan awal berbeda : 30 mm, 50 mm dan 60 mm, pada masing-masing data diambil gambar video untuk mendapatkan fenomena getarannya
METODE PENELITIAN
2.
Percobaan pada poros cantilever berputar
Poros cantilever dicekam dan diputar pada mesin bor dengan
kecepatan putar 280 rpm dan 550 rpm dan dilakukan pada poros dengan diameter 5 mm dan 10 mm, pada masing-masing data
diambil gambar video untuk mendapatkan fenomena getaran pada poros dan rumah bantalan yang terjadi. Pengukuran juga dilakukan
METODE PENELITIAN
3.
Percobaan validasi getaran torsional poros
Titik normal
Poros uji
Titik tertinggal Sudut uji
METODE PENELITIAN
Analisa Data Percobaan dan Validasi
Image atau gambar video yang telah direkam dan
disimpan dalam memori diekstrak menjadi beberapa frame
gambar berurutan dengan bantuan software video
converter dan matlab. Masing-masing gambar akan
dilakukan pemrosesan citra (
image processing
) dengan
bantuan software matlab 7.01 untuk mendeteksi tepi citra
(
edge image
) sehingga dapat diamati dan dihitung
besarnya amplitudo atau simpangan getar.Hasil divalidasi
dengan hasil vibration meter.
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
MulaiStudi Literatur
Konsep Digital Image Processing.
Konsep Analisa Getaran Benda menggunakan Image Processing.
Perancangan kebutuhan alat pada Sistem Digital Image Processing. Pengambilan & Pengolahan Data Percobaan
Recording image dengan camera dan accelorometer Ekstrak video menjadi beberapa frame gambar berurutan
Grafik Amplitudo&F
rekuensi
Analisa
Pemrosesan Citra (Matlab 7.01)
Pengukuran simpangan amplitudo dan frekuensi dari masing-masing citra gambar berdasarkan besar pixel gambar referensi yang telah
ditetapkan
Membandingkan dengan pengukuran dari accelorometer dan validasi hasil perhiyungan
Selesai Ya
ANALISA GETARAN LATERAL
Grafik getaran batang dengan simpangan awal 30 mm
Grafik getaran batang dengan simpangan awal 50 mm
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 waktu (dtk) s im p a n g a n ( m m ) eksperimen peluruhan Teoritis -60 -40 -20 0 20 40 60 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 waktu (dtk) s im p a n g a n (m m ) eksperimen peluruhan teoritis
ANALISA GETARAN LATERAL
Grafik getaran batang dengan simpangan awal 60 mm
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 waktu (dtk) s im p a n g a n (m m ) eksperimen peluruhan teori
ANALISA GETARAN LATERAL
Grafik hasil pengukuran getaran rumah bantalan poros cantilever
dengan image proses pada poros 10 mm dengan 280 rpm dan
vibrationmeter simpanganya sebesar 0.04mm (garis merah)
-0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 w a ktu (dtk) s im p a n g a n ( m m )
ANALISA GETARAN LATERAL
Grafik hasil pengukuran getaran poros cantilever dengan image proses
pada poros 5 mm dengan 550 rpm dan vibrationmeter di rumah bantalan simpanganya sebesar 0.05mm (garis merah)
-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 w a ktu (dtk) si m p an g an ( m m )
ANALISA GETARAN LATERAL
Hasil pengukuran getaran dengan image proses pada poros 5 mm
dengan 280 rpm (píxel 1920x1080
)
-1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 w a ktu (dtk) s im p a n g a n ( m m )ANALISA GETARAN LATERAL
Dari hasil pengukuran getaran rumah bantalan dengan image proses
pada poros putaran 550 rpm dengan píxel 320x240
-1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 waktu (detik) s im pa ng a n (m m )
ANALISA GETARAN TORSIONAL
Dari hasil pembacaan image kamera 60 fps, satu putaran dari titik awal
sampai kembali ke posisi awal dengan 55 rpm terdapat 17 gambar, waktu yang diperlukan 1 putaran adalah 0,2833 detik. Untuk titik yang seolah terpuntir 23 derajat menuju ke titik normal terdapat 4 gambar sehingga waktu yang diperlukan 0,0666 detik,sehingga:
55 rpm = 55/60 = 0.9166 rps
Berarti dalam 1 putaran = 1/0.9166 = 1.0909 detik
1 putaran = 360 derajat
1 detik = 360 0/1.0909 = 330 derajat
Maka dapat dihitung dengan waktu dari titik normal ke titik yang
terpuntir sebesar 0.0666 detik maka sudut yang terjadi adalah 0.0666x 3300 = 21,978 derajat
ANALISA GETARAN TORSIONAL
Dari hasil pembacaan image kamera 60 fps, satu putaran dari titik awal
sampai kembali ke posisi awal dengan 90 rpm terdapat 21 gambar, waktu yang diperlukan 1 putaran adalah 0,35 detik. Untuk titik yang seolah terpuntir 23 derajat menuju ke titik normal terdapat 2 gambar sehingga waktu yang diperlukan 0,03333 detik,sehingga:
90 rpm = 90/60 = 1.5 rps
Berarti dalam 1 putaran = 1/1.5 = 0.6666666 detik
1 putaran = 360 derajat
1 detik = 360 0/ 0.6666666 = 540 derajat
Maka dapat dihitung dengan waktu dari titik normal ke titik yang
terpuntir sebesar 0.03333 detik maka sudut yang terjadi adalah 0.03333x 540 = 17,999 derajat
KESIMPULAN
Hasil validasi getaran lateral
metode image processing
pada
batang yang dijepit dan diberi simpangan awal menghasilkan
grafik getaran yang mendekati sama dengan grafik secara
teori perhitungan .
Pengukuran getaran dengan metode
Digital Image Processing
setelah divalidasi dengan alat
vibration meter
pada putaran
atau frekwensi yang rendah memiliki kecenderung nilai yang
mendekati sama. Pada putaran atau frekwensi yang tinggi
kemampuan metode
image processing
menurun karena
kemampuan merekam kamera terbatas sehingga grafik yang
dihasilkan tidak begitu akurat.
