STEMAN 2014 ISBN: 978-979-17047-5-5
PROSIDING
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014
(STEMAN 2014)
Tema:
Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk
Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014 RINEKAMAYA
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Jl. Kanayakan No. 21 Oago
Bandung - 40135
Penyelenggara:
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BAN DUNG
Jln. Kanayakan 21, Dago-Bandung 40135Homepeqe http://www.polman-bandung.ac.id Telepon : (022) 250 0241, Fax: (022) 2502649
STEMAN 2014 ISBN: 978-979-17047-5-5
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014)
Tema:Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional Bandung, 19-20 Agustus 2014,
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung RINEKAMAYA Editor: Siti Aminah, S.T., M.T. Nuryanti, S.T., M.Sc. Dewi Idamayanti, S.Sc., M.T. Desain Sampul:
Pramudiya Tri Hartadi
HakCipta (C)pada Penulis.
HakPublikasi pada Politeknik Manufaktur Negeri Bandung (pOLMAN Bandung). Artikel pada prosiding ini dapat digunakan dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial, dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun tanpa izin tertulis dari Penerbit dan Penulis. Pemegang Hak Publikasi prosiding ini tidak bertanggung jawab atas tulisan dan opini yang dinyatakan oleh penulis dalam prosiding ini.
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
K
ATA PENGANTAR
Prosiding ini berisi makalah-makalah yang dipresentasikan pada STEMAN2014, yaitu seminar dalam rangka memperingati Dies Natalis ke-37 Politeknik Manufaktur
Negeri Bandung (pOLMAN Bandung) dalam bidang Rekayasa dan Teknologi
Manufaktur di Indonesia. STEMAN 2014 memilih tema Teknologi Manufaktur Sebagai Produk Industri Nasional.
Tujuan utama dari seminar ini adalah:
1. Meningkatkan kontribusi akademisi dan profesional dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur.
2. Sebagai media diskusi dan pertukaran informasi dalam kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang rekayasa dan teknologi manufaktur.
3. Membangun komunikasi dan jaringan antara perguruan tinggi, industri, lembaga penelitian dan pihak lainnya yang terkait.
Topik-topik yang dibahas di dalam seminar dan prosiding ini rnehputi: 1. Rekayasa dan Teknologi Manufaktur untuk Pertanian, Pertambangan,
Otomotif, Elektronika, Lingkungan, Mitigasi Bencana, Energi Alternatif dan Terbarukan, Industri Kecil, dll.
2. Perancangan dan Pengembangan Produk Manufaktur 3. Teknologi Material & Metalurgi
4. Proses dan Teknologi Manufaktur
5. Mesin dan Peralatan Industri Manufaktur 6. Sistem Manufaktur
7. Sistem Kendali dan Mekatronika Industri Manufaktur 8. Sosio-Manufaktur
9. Topik-topik lainnya yang terkait dengan rekayasa dan teknologi manufaktur Seminar ini merupakan sarana diskusi ilmiah, komunikasi dan pertukaran informasi bagi para akademisi, peneliti, praktisi industri, pemerintah dan stakeholder lainnya dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. Panitia STEMAN 2014 menerima Extended Abstract sebanyak 75 hasil penelitian dari mahasiswa dan dosen Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Universitas Gajah Mada, Universitas Jenderal Achmad Yani, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Universitas Syiah Kuala Aceh, Universitas Trunojoyo Madura, Politeknik Merlimau dan Kolej Komuniti Jasin, Malaysia, dan UPT. Balai Pengolahan Mineral Lampung-LiPI. Setelah melalui seleksi dan evaluasi oleh tim reviewer dan dewan editor, panitia memutuskan sebanyak 70 makalah dapat diterima untuk dipresentasikan dalam STEMAN2014. Hasil dari seminar nasional ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pemikiran untuk mendukung terbentuknya industri manufaktur nasional yang unggul dan meningkatnya daya saing bangsa.
STEMAN 2014
SUSUNAN PANITIA STEMAN 2014
Komite Program :Ketua Anggota
Direktur POLMAN : Para Wadir POLMAN Tim Pengarah :
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (Direktur POLMAN Bandung) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (Dekan FTMD - ITB)
Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. (Universitas Indonesia) Dr. Zainal Arief, S.T., M.T. (Direktur PENS Surabaya)
Tim Penelaah :
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (pOLMAN Bandung/ITB) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (FTMD ITB)
Engr. Dr. Md Saidin Wahab (UTHM - Malaysia)
Ir. Dadet Pramadihanto, M.Eng., Ph.D. (PENS - Surabaya) Dr. Ismet P. Ilyas, BSMET, M.Eng.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Carolus Bintoro, MT. (Politeknik Negeri Bandung) Dr. Ing. Yuliadi Erdani, M.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Beny Bandanadjaya, ST., MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Noval Lilansa, MT. (pOLMAN Bandung)
Dr. Amang Sudarsono (PENS - Surabaya) Dr. Ali Ridho (PENS- Surabaya)
Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, MT. (POLSRI-Palembang) Pelaksana:
Ketua Anggota
Emma Dwi Ariyani, S.Psi., M.Si.
Adies Rahman Hakim, ST., MT. Agus Surjana Saefudin, ST., MT. Dewi Idamayanti, ST., MT. Nuryanti, S.T, M.Sc.
Reza Yadi Hidayat, ST.',MT. Roni Kusnowo, ST., MT. Supriyadi Sadikin, S.IP., M.Si.
Siti Aminah, ST., MT. Wiwik Purwadi, ST., MT. Yoyok Setiyo Pamuji, ST. Kiki Sri Nur Endah, ST. Ratih Suhartini, S.Pd. Yati Yulia, S.AP
Elis Siti Munawaroh, S.AP Idan Sukmara
Pramudiya Tri Hartadi Engkos Koswara Alamat Sekretariat :
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Sdri. Ratih Suhartini
Jl. Kanayakan No. 21 Dago Bandung -40135 Tel. 022- 2500241 ; Fax. 022 - 250 2649 Email: steman@polman·bandung.ac.id Homepage: steman.polman-bandung.ac. id
11
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
DAFTAR ISI
Kata Pengantar Susunan Panitia ii Daftar Isi. ... . . . .. . . .... . . ... ... . iv Keynote Speaker Universitas IndonesiaProf. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S.
Dirjen Kerjasama Industri Internasional Kementerian Perindustrian Ir. Agus Tjahajana, SE.,M.Sc.
Chief Operation Officer PT Astra Otoparts-Winteq Direktur - PT Federal Izumi Mfg.
Reiza Treistanto
Abstrak Makalah Peserta
BIDANG KAJIAN : REKAYASA DAN TEKNOLOGI MANUFAKTUR UNTUK PERTANIAN,
PERTAMBANGAN, OTOMOTIF, ELEKTRONIKA, DLL
Aplikasi Metode Perancangan Pahl-Beitz pada Perancangan Lini Produksi
Iman Apriana . ... .. ..... . .. . . .. ... . 2 Design for Sustainability (DFS) and Design for Environment (DfE) Practices in
Automotive industry
SKH Muhammad Bin SKH Abd Rahim. 8
Pembuatan dan Pengujian Model Pahat Insert dari Baja 34CrNiMo6 Melalui Proses Pack Carburizing
Umen Rumendi I• • • •• 15
Pengaruh Temperatur dan Dwell Time Degassing terhadap Porositas Gas pada Aluminium JIS AC4C dengan Metode Gravity Casting
Balqis Mentari Efendi. 21
The Optimization Of Power Conversion From Wind Energy
Norhana Binti Safee. 27
Modifikasi Vessel Nissan CWB45-ALDN45 untuk Peningkatan Kapasitas Angkut Unit Truck
Herman Budi Harja. 32
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
Kajian Pengaruh Jenis Pasir, Temperatur Tuang, dan Jumlah Deoksidasi Alumunium
terhadap Porositas Gas dalam Proses Gravity Sand Casting pada Nozzle Cup Material
13
Ade Rachman. 38
Pengembangan Sistem Pengetuiali Suhu pada Heater Reaktor Auger untuk Proses
Pirolisis Cepat Cangkang Sawit
Izarul Machdar 48
Perencanaan strategis persediaan peralatan kebencanaan berdasarkan siklus kebencanaan
Muhammad Dirhamsyah..... 54
Perancangan Ulang Tool Holder Untuk Alur Dovetail Pada Ragum Polman 125 Menggunakan Metode DFMA
Somantri................................................................................. 57
Perbaikan Rancang-Bangun Kopling-Dog Pengendali Roda Traktor-Tangan Polman Bandung
Haris Sayoko, Isa Setiasyah Toha :...... 63
Perancangan Coren-Baja Menggunakan Bantuan Perangkat Lunak Simulasi Coran Solidcast 8.2.5 Studi Kasus pada Produk Link Track
Beny Bandanadjaja 71
BIDANG KAJIAN : PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN PRODUK MANUFAKTUR
Implementasi Surfaces 3D Scanner Menggunakan Metode Triangulation dan Tesselation untuk Reverse Engineering Obyek Sederhana
Bolo Dwiartomo. 78
Analisis Simulasi Reinforced Thermoplastic Pipe Dengan Metoda Elemen Hingga Melalui Pendekatan Pipa Multilayer Menggunakan Perangkat Lunak Rekayasa
Asep Indra Komara.. . ... . .. . ....... . . ... .... ... . ... ... . . .. ............. .... . .. 86
Optimasi Bentuk Pisau Penghancur Limbah Tempurung Kelapa Berbentuk Piringan Bertakik untuk Mendapatkan Berat Optimum
Aji Gumilar . .... ... 92
Perancangan dan Pembuatan Prototipe Mesin Pengolah Air Bersih Sistem Mobile untuk Keadaan Darurat Air
Yuliar Yasin Erlangga................................ .. 98
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
Perancangan Konstruksi Portable Bridge dan Alat Bantunya untuk Mobil Perkebunan (Wintor) dengan Mekanisme Lipat
Adies Rahman Hakim '....... 105
BIDANG KAJIAN : TEKNOLOGI MATERIAL METALURGI
Perbaikan Ketangguhan Meterial Baja Cor Paduan NI-CR-MO Melalui Proses Tempering Ganda
Beny Bandanadjaja. 112
Simulasi Proses Perlakuan Panas Permukaan untuk Mendapatkan Waktu Pemanasan yang Sesuai
Oyok Yudianto " ... ...... .......... . . . . 116
Pengaruh Laju Pendinginan dan Bahan Paduan terhadap Pembentukan Karbida M)C dan Ketahanan Aus Besi Cor EN-JN2019
Kus Hanaldi. 121
Kajian Faktor-Faktor yang Memberi Kesan Proses EDM terhadap AISI H13
Mohamad Shahril Bin Ibrahim.............. 126
A Study On Types Pineapple Leaf Fibers (PALF) Reinforced Polylactide (PLA)
Nurul Hayati Binti Jamil.... 131
Analisis Struktur Mikro dan Kekerasan Permukaan Baja ST 37 Carburized melalui Proses Dekarburasi Oleh Air
Muhammad Hilmi Wahhab.................................................. 137
Riserless Casttng of FCD 500 in Green Sand Mold
Wiwik Purwadi...................................................................... 145
Analisis Kakisan Air pada Logam dalam Sistem Aliran Dandang
uoor
Azlan Bin Ngasman 152Kajian Prestasi Mata Alat Karbida Bersalut Semasa Melarik Keluli AISI H13 Menggunakan
Bendalir Pemotong .
Azlan Shah Bin Kamaruddin 158
Analisa Uji Keausan Material ST 37 Hasil Carburizing dan Hardening dengan Menggunakan Mesin Uji Keausan Horizontal
Tri Sugeri Gumilar Permana.. 163
Analisa Perbandingan Kekerasan, Distribusi Kekerasan dan Struktur Mikro Material ST 37 pada Proses Karburasi dengan Metoda Single Quenching dan Direct Quenching
Gerri Rinaldi.......................................................................... 169 VI
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
Kajian Pengaruh Aditif terhadap Pembentukan Nano Deposite Nikel pada Elektroplating
Baja Karbon Rendah .
Dewi Idamayanti 177
Optimalisasi Desain dan Simulasi pada Coran Blade Turgo- Turbine
Roni Kusnowo.................................................. ... .... .......... ... ... . ...... 182
BIDANG KAJIAN : PROSESDAN TEKNOLOGI MANUF AKTUR
Optimalisasi Proses Pemesinan CNC Milling 3 Axis dengan Menggunakan Metode Taguchi
Benny Hadd/i lrawan........................................................ 189
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pada Operasi OMM(On Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Sistem Global CAIP
Yogi Muldani Hendrawan.. 195
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pad a Operasi OMM(On Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Rekonstruksi Feature dengan Metode Perbandingan Antara Permukaan
Yogi Muldani Hendrawan.. 202
Pengaruh Minyak Kelapa sebagai Dielektrik Alternatif terhadap Kinerja Edm Diesinking pada Benda Kerja AISI P21
Tjun Mahsunadi.. 208
3 Axis CNC Milling Tool Path Strategv for Machining Spherical Surface
Uyana Bintt Norizan......................................................... 216
Pengukuran kesesuaian produk terhadap spesifikasi untuk diameter dan posisi lubang
pada bidang datar yang berbeda dan tidak sejajar
Nandang Rusmana... 222
Analisis Pengaruh Variasi Temperatur Media Quenching Pada Proses Hardening Terhadap Kekerasan Permukaan dan Tingkat Distorsi Baja AISI1045
Fikry Fauzi Rachman............................................................... 227
The Study Of Mechanical Properties of Laminated Bamboo (Bmb) Strip/ Epoxy
Composites
Muhammad Hafiz Bin Kamarudin 234
.. VII
STEMAN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
BIDANG KAJIAN : SISTEM MANUFAKTUR
Metoda Overall Equipment Effectiveness Sebagai Ukuran Kinerja Strategis dalam Mengelola Fasilitas Pusat Unggulan Teknologi dan Inovasi
Iwan Harianton. . .... .. . .... .. ... . .. . . 239 Quality Issue As a Part Of PBE (Production Based Education) System in POLMAN
Gamawan Ananto 244
Analisa Kuantitatif dengan Metoda BPR Membuka Kebuntuan Usaha Mengembalikan POLMAN Pada Performa Unggulnya
Haris Sayoko 250
Optimasi Waktu Mesin Pouching Gel Menggunakan Perangkat Lunak Simulasi Promodel
Ruminto Subekti 262
Analisa Alternatif Periode Penjadwalan Perawatan Mesin dengan Metode Probabilitas Kerusakan pada Mesin Bubut Schaublin 102N-VM dan Mesin Frais Aciera F3 di POLMAN Bandung
Abidin Husein . 268
Rancang Bangun Welding Fixture untuk Modifikasi Tubular Propeller Shaft Otomotif
Oedy Arietijanto . 274
BIDANG KAJIAN : SISTEM KENDAll DAN MEKATRONIKA INDUSTRI MANUFAKTUR Monitoring Temperatur dan Kendali Level Air pada Sistem Pembangkit Uap Superheat Kontinue
Nuryanti 281
Rancang Bangun Piranti Akuisisi Data Mesin Uji Tarik Polimer Berbasis Mikrokontroller ATMEGA 16
Adhitya Sumardi Sunarya . .. 288
Optimasi Zero Voltage Switching dan Buck Converter sebagai Pemanas Induksi untuk Pemasangan Bearing
Ismail Rochim................................. 294
Implementasi Teknologi GSM-SMSuntuk Kendali Mesin CNC dari Jarak Jauh
Yuliadi Erdani 299
Rancang Bangun Stasi un Pemantau Cuaca Otomatis dengan Parameter Suhu,
Kelembaban dan Kecepatan Angin
Yuliadi Erdani 307
Pengendalian Kecepatan Motor DC dengan Logika Fuzi untuk Program Grafcet- PLC
Ridwan 314
STEM AN 2014 ISBN 978-979-17047-5-5
R
ANC
ANG BANGUN PIRANTI AKUISISI DATA
ME SI
N
UJI
TA
R
I
K POLIMER BERBASIS MIKROKO
N
TROL
LER
ATMEGA16
Adhitya Sumardi Sunarya, Oyok Yudiyanto, Muhamad Maulana
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung JI.Kanayakan No. 21 Dago, Bandung Phone/Fax: 022. 250 0241 / 250 2649
adhilyatti;polman-bandun g.ac.ill
Abstrak
Pesatnya industri polimer di Indonesia dipicu dengan banyaknya permintaan polimer untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan luar negeri. Sehingga standar produk yang dihasilkan oleh industri polimer di Indonesia harus memenuhi standar mutu yang telah ditentukan. Untuk memenuhi standar mutu tersebut, uji tarik merupakan salah satu pengujian yang harus dilakukan guna mendapatkan informasi parameter fisis berupa elongasi dan maksimum stress dari suatu material dengan dernikian permintaan mesin uj i tarik akan mengalami peningkatan. Sayangnya mesin uj i tarik ini masih didominasi produk impor sehingga harapannya melalui penelitian ini dapat dihasilkan mesin uji tarik polimer untuk mengurangi subsidi impor. Fokus pada penelitian ini adalah pada aspek rancang bangun piranti akuisisi data mesin uji tarik polimer berbasiskan mikrokontroller ATMega 16. Piranti ini terdiri dari motor induksi 3 fasa yang dihubungkan secara mekanis dengan bal/screw sebagai media penggerak pada pencekam spesimen polimer. Sensor loadcel/ sebagai peagukur besaran gaya tarik pada spesimen, dan rotary encoder yang digunakan untuk mengukur perubahan ukuran panjang spesimen.
Akuisisi data kedua besaran tersebut dilakukan oleh mikrokontroler A TMega 16 kemudian datanya dikirimkan melalui komunikasi serial ke PC/komputer. Selanjutnya data tersebut divisualisasikan dalam bentuk grafik menggunakan visual basic. Hasil pengujian terhadap 4 sample nylon dengan menggunakan piranti akuisisi data mesin uji tarik berbasis mikrokontroller AT Mega 16 ini sudah menghasilkan data yang cukup baik jika dibandingkan dengan hasil pengujian di Lab. Uji Polimer Pusat Penelitian Fisika - LIPI Bandung. Dimana rata-rata maksimum stress yang dihasilkan sekitar 24,80 MPa (LIPl :24,97 MPa) dengan rata-rata elongasi 32,25 mm (LIPl :26,38 mm). Perbedaan nilai elongasi rata-rata yang cukup besar inidikarenakan aspek pencekaman pada mesin uji tarik dari penelitian ini masih perlu diperbaiki dengan meningkatkan gaya cekam antara pencekam dengan sample polimer.
Kata kunci: UjiTarik,Polimer,Maksimum Stress, Elongasi, ATMega 16
1. Pendahuluan
Meningkatnya permintaan polimer baik dari
dalam negeri dan luar negeri sebagai bahan
pendukung produk manufaktur, mengharuskan
produsen polimer di Indonesia memenuhi
standar mutu yang telah ditentukan. Guna
memenuhi standar mutu terse but harus
dilakukan serangkaian uji material agar material
polimer yang dihasilkan dapat memenuhi
standar yang sudah ditentukan. Salah satu
pengujian yang dilakukan adalah uji tarik untuk
mendapatkan informasi parameter fisis berupa
elongasi (elongation) dan kekuatan (stress)[l].
Parameter fisis tersebut dapat diperoleh dengan
menggunakan mesin uji tarik. Mesin uji tarik
yang selama ini dipergunakan masih didominasi
produk impor sehingga pada penelitian ini
harapannya dapat menghasilkan mesin uji tarik
polimer lokal yang dapat mengurangi subsidi
impor.
Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan piranti akuisi data mesin uji polimer yang dapat
mengurangi subsidi impor sehingga
mengurangi ketergantungan terhadap produk
dari luar. Harapan besar dari penelitian pada
jangka panjang adalah menghasilkan mesin uji
tarik polimer buatan Indonesia dengan kualitas
yang tidak kalah bagusnya dengan kualitas
mesin uji tarik polimer dari luar Indonesia.
Selain daripada itu produk mesin uji tarik
polimer ini dapat dimanfaatkan oleh industri
lokal guna meningkatkan kualitas polimer sebagai
peningkatan daya saing produk lokal.Selain dari itu
dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran
288
,
I. f
I
STEMAN 2014
mahasiswa khususnya di lingkungan POLMAN
Negeri Bandung.
2. Metode
Penelitian2.1.Kajian Teori
Mesin uji tarik diperuntukkan untuk mengetahui
infonnasi parameter fisis berupa elongasi
(elongation) dan kekuatan (stress) [I] sehingga
mesin uji tarik harus memiliki
cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan
yang tinggi (highly stiff). Apabila suatu material
ditarik hingga material itu putus maka akan
diperoleh profil sebagai berikut [2]
Pertarrbahan Panjang
spesuneu
Gava tank 4-- ~ --. Gaya tarik
J
C====CI defonnasi lokalJ
~ putus (rupture break)Garnbar 1.Profil kurva dan spesirnen saat
dilakukan uji tarik 121
Setiap bahan, pada tahap awal dilakukan uji
tarik, hubungan antara beban atau gaya tarik
yang diberikan berbanding lurus terhadap
perubahan panjang bahan tersebut [2]. Kondisi
tersebut berada di dalam suatu daerah yang
disebut dengan daerah linier atau linear zone
[2]. Pada daerah ini kurva pertambahan panjang
terhadap beban atau gaya tarik mengikuti aturan
Hukum Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan
regangan (strain) adalah konstan [2]. Dimana
stress didefinisikan beban atau gaya tarik dibagi
luas penampang bahan dan strain
adalah pertambahan panjang dibagi panjang
awal bahan [2] atau secara matematis dapat
dituliskan sebagai berikut:
ISBN 978-979-17047-5-5 Stress: F
0-A
(1) dimana: o =stress (MPa) F =gaya tarikan (kgf) A =luas penampang (mm') Strain: L\LE=
L
(2) dimana: e =strain ~L =Pertambahan panjang, (mm) L =Panjang awal (mm)Hubungan stress dan strain dapat dituliskan
dalam persamaan berikut :
E :
.
~
(3)E
dimana :
E =Modulus Young /Modulus elastis (MPa)
c =stress (MPa)
e
=
strain2.2 Konsep Perancangan Akuisi Data
Secara umum mesin uji tarik terdiri dari
beberapa bagian pokok antara lain: kolom,
landasan, pencekam, mekanisme penggerak dan
sistem akuisisi data [1]. Berikut adalah skema
dari rancangan mesin uji tarik
.c.•....
~-'.-. ---*-
-Sedangkan untuk rancangan sistem akuisi
data adalah sebagai berikut :
STEMAN 2014
Gambar 3. Rancangan sistem akuisisi data
Mesin uji tarik pada penelitian ini menggunakan motor induksi 3 fasa yang dihubungkan secara mekanis dengan ballscrew sebagai media pen~gerak pada pencekam benda spesimen uji (pohmer). Sensor load cell sebagai pengukur besaran gaya tarik pada material. Kemudian untuk mengukur perubahan ukuran panjang spesimen polimer digunakan rotary encoder. Kedua besaran tersebut diolah oleh mikrokontroler ATMEGA 16 untuk dapat disampaikan melalui komunikasi serial ke PC/komputer. Dengan perangkat lunak visual
basic kemudian data-data tersebut
divisualisasikan menjadi suatu grafik.
2.2.1 Minimum Sistem Mikrokontroller
,:XCI<il(I,PliO ITt;.PlI t (INf}.'AlNO:, pB) ,~:O::(\'AlNtj rB;) •(~:. pB4 (•••OSI:. PBI:. .:"'150;' pBb I'S>:K:, PBt ~ VCC GNO XlAL2 XlAll (RXDII'OO "lXD) l'tll llNTOI 1'tl2 IINTI) A);) (OCtlJl 1'04 (OCtA) A)~ ,:ICPt, H)6 PAD fADCO,1 PAl IAI)CI) plV ',AlK:7,1 P~ IAlK')) PM I,ADC") PM ',AI)c-!:., PM rAl)C6, PAl (ADC1, AREF Gilt) Avec pcr "OSC;1'o PC€> "lOSC I:, PC-!:. ' , PC•• PC,) PC2 PCI I~OAl PCO 1S.:1'o P01
,o
c
i,
Gambar 4. Pin Mikrokontroller ATMega 16
Mikrokontroller yang digunakan adalah menggunakan ATMega 16 dengan spesifikasi teknis sebagi berikut :
ISBN 978-979-17047-5-5
Spesiflkas! Atmeea 16
EEPROM 512 Bytes
Memori data SRAM '512 Bytes
Memori Program 16 Kbytes
(Flash-ROM)
Bahasa Assembler,
Pemrograman BASCOM, AVR, Code Vision dll.
Jumlah PIN 40
Jumlah PORT 110 32 I/O lines
ADC 8-channel, 10-bit
Accuracy
.
.
.
Tabel 1.Speslflkasl teknis mikrokontroller
ATMEGA16
2.2.2 Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Output dari load cell memiliki keluaran tegangan yang relatif kecil (dalam satuan mV).
Loadcell yang digunakan mempunyai gaya tarik maksimum 1000 kg dan karakteristik tegangan
output sebesar 2mVN. Artinya jika
menggunakan input 12 volt, output maksimal dari loadcell yaitu 2mV x 12 V =24 mY. Oleh karena itu tegangan harus diperbesar serta diskalakan agar dapat diubah ke sinyal digital sesuai dengan tegangan referensi pada ADC. Gambar 5 adalah rangkaian pengkondisi sinyal
menggunakan IC LF 351. ',)
i}
-'l"'.'~ "H,'. -" , .:), " I, .:)'" 'J-'c
-";/I\'~ -", 0 C.;::1 ,~ .-(.-:¥-"'1- -' J-~ f -:)-- , -! ."~.,.,, "".":. I \''':...Gambar 5.Rangkaian pengkondisi sinyal
Dari perhitungan yang telah dilakukan,
diketahui bahwa besar atau kecil nya penguatan dapat diperoleh dengan merubah RG (Resistor Gain). Penguat instrumentasi dibangun oleh tiga buah op-arnp. Op-amp 1dan 2 (VI dan V2) dikonfigurasi sebagai penguat selisih tegangan,
sedangkan op-amp ketiga dikonfigurasi sebagai
penguat non-inverting[3]. Penguat instrumentasi didesain dan harus memenuhi tegangan offset minimum, penguatan stab il,
ketaklinieran rendah, input impedansi sangat tinggi, output impedansi sangat rendah, serta
STEMAN 2014
rasio penolakan modus bersama (common mode rejection ratio, CMMR) sangat tinggi[4].
Tegangan keluaran yang dihasilkan dari
rangkaian Gambar 5 adalah bergantung pada nilai-nilai resistor dan selisih tegangan masukan yang diterapkan pada differential voltage, V I
dan V2, menurut persamaan[5].
VO••(V1 - V2)
(1
+
(R1R+;Z))sedangkan besar dirumuskan sebagai:
A
=
(1
+
(
R
l
;
~
~
2
)
)
(4) (gain,A) penguatannya
(5)
Adapun besar penguatan yang dipergunakan
adalah sekitar 2000 kali hal ini ditujukan
agar ketelitian dari pembacaan loadcell ini
bisa mencapai 0,1.
3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Pengujian Gaya pada Load Cell
Pengukuran beban uji dilakukan untuk mengambil data berat dari spesimen yang diujikan pada sensor loadcelf untuk mengetahui
karakteristik keluaran dari load cell yang akan
digunakan pada mesin. Besaran berat akan dapat diukur secara elektris setelah adanya perubahan besaran oleh sensor. Besaran berat akan berubah menjadi resistansi yang akan berbanding lurus
dengan perubahan tegangan pada keluaran load
cell. Pengukuran dilakukan dengan cara memberikan beban bervariasi pada loadcefl, lalu dilakukan pengukuran pada terminal rangkaian
penguat load cell. Berikut grafik tegangan pada
keluaran load cell terhadap penambahan be ban
uji L ? 1. i.._. ; .,' P'rwbunbebanSO·2SO" -.......
.
..-,',.
'.
-- -~- -..~ 11
·
.
.·
.~.~, .w.'
•"_MH;",,,,-. .•••.•' .••r::' ••'••••,..Gambar 6. Grafik pengujian pada load cell
ISBN 978-979-17047-5-5
Dari kedua percobaan yang telah dilakukan diperoleh nilai R2 = 0.99. Nilai tersebut menyatakan bahwa tegangan keluaran pada load
cell beranding lurus dengan penambahan beban
uji.
3.2. Pengujian Encoder
Pada penelitian ini pengkonversi gerak rotasi dari motor menjadi gerak translasi menggunakan
balfscrew. Bal/screw yang digunakan memiliki
karakteristik 20 mm per putaran. Encoder
difungsikan ntuk mengetahui besar perubahan jarak pada mesin uji tarik. Encoder yang
digunakan mempunyai karakteristik 100 pulsa per putaran,
Gambar 7.Rotary encoder
Bal/screw dan encoder yang digunakan,
keduanya memiliki kepresisian yang sangat baik. Encoder ditempatkan pada poros
ballscrew, sehingga dapat dihitung untuk I
putaran bal/screw menghasilkan 100 pulsa. Dengan demikian setiap 20 mm = 100 pulsa dan
selanjutnya dapat dihitung untuk l mm =5pulsa.
3.3. Pengujian Spesimen pada Mesin Uji
Tarik
Pengujian spesimen bertujuan untuk mengetahui karakteristik spesimen, juga untuk mengetahui
kinerja dari keseluruhan sistem mesin. Langkah pertama dalam pengujian ini adalah mengukur tebal dan lebar spesimen. Spesifikasi spesimen
yang diuji coba adalah nylon dengan lebar
spesimen rata-rata 13 mm dan tebal 3.5 mm.
Kemudian spesimen ditempatkan pada
pencekam mesin, setelah itu proses pengujian dimulai. Selama material diuji tarik,
mikrokontroler menerima besaran perubahan gaya dan jarak serta mengirimkannya ke laptop dengan menggunakan komunikasi RS232 yang
STEMAN 2014
kemudian datanya ditampilkan dalam bentuk
grafik pada software visual basic.
Gambar 8. Proses pengujianspesimen pada mesin uji tarik
i I I
i
IiGambar 9. Grafik pengujian pada salah satu spesimen
Hasil pengujian dari mesin uji tarik masih
menggunakan satuan (kg), sedangkan satuan
yang umum dipakai adalah dengan
menggunakan satuan MPa (Nzmm'). Berikut
ilustrtasi Untuk menghitung tegangan
maksimum (maximum point stress) pada salah
satu spesimen : F
=
114 kgx9,8 mls2=
1127 kg.m/a'=
1127 N A=
13,lmm x3,56mm=
46,636 mm' o=
1127 NI46,6365mm2=
24,17N/mm2= 24,17MPa
rl1~h Ihfrk:·,~{ \ft;y;Tt:lml [:()iJ:r Rrt'.nkl,r.fm mdr!l rh::-r.r:g; :.Ix:/ItlIltJpom: .5'el~ ;101.11 "t!1JflJi& (fN1I) (mm) ~1rPH (\f:,~) r:::())1snr,n1l (mll) scnixe (:tm) inn) stress l;'\:pa) nor~ano'?(am) 1>.1 356 2~.I1 ;0 U.2SJ :.185 ~~9;'; "79~) 13.56 0.0 2831 01 lUll :.-jl "~ jO~ s:z» n.t ".0 23.97 ,1 B.H2 ~.>'lS -'4 K;~ l".u BJ :,~ ~.76 :,3 IJJH ~.:'ill A /3, IY2): .~\\?"ag.! IJ.J..I J5~ 2UO l1.25 ·\·~rl)O'p' n'l I ~' '~ ~7 '~;~ :'J~ 13.:-<i 300 28.31 HOO 'f.n nn 1<s " 9' Ii" .Ih>: 13.10 3-10 21.76 )0.00 \.(i" n0& 119 '~',6 19'~ lUTIre O.~cj 020 5.~~ 4.00 Rane» O.2~ 039 157 \6.00 Srandard U.I~ o1U .!.·ti II: S'crndard Devtaticn [)qria."!on 01, or 068 6 S~Tabel 2. Hasil pengujian spesimen dengan Tabel 3. Hasil pengujian spesimen dengan
mengunakan mesin uji tarik (1 spesimen tidak mengunakan mesin ujitarik di Lab. Polimer
-dimasukkan karena ukuran tidak standar)
ISBN 978-979-17047-5-5
3
.
4. Penguji Pembanding
Penguji pembanding dilakukan di Lab. Uji
Polimer Pusat Penelitian Fisika - LIPI Bandung.
Penguji pembanding ini dilakukan guna
mengetahui besar kesalahan (error) yang terjadi
antara mesin uji tarik polimer yang dibuat
dengan mesin uji tarik yang sudah tersertifikasi.
Jumlah spesimen yang diuji di Lab. Uji Polimer
Pusat Penelitian Fisika LIPI Bandung
sebanyak lima buah dengan spesifikasi polimer
sama dengan spesifikasi polimer yang diuji
dengan menggunakan mesin uji tarik hasil dari
penelitian ini. Standar spesimen didesuaikan
dengan ASTM 0638. Adapun hasil
pengujiannya adalah sebagai berikut :
Gambar 10. Proses pengujianspesimen pada
mesin uji tarik di Lab. Polimer - LIP]
II
I
•
•
.
..
.
,, -I I. -• I •,.
-: •• 1110 S:".n~LGambar 11.Grafik pengujian pada salah satu
spesimen di Lab. Polimer - LIP]
STEMAN 2014
L1PI (1 spesimen tidak dimasukkan karena ukuran tidak standar)
3.5 Pembahasan
Berdasarkan data yang dihasilkan dari mesin uji tarik hasil penelitian dan hasil uji tarik yang dilakukan Lab. Uji Polimer Pusat Penelitian Fisika - LIP} Bandung terhadap 5 buah spesimen nylon (1 spesimen tidak dimasukkan karena ukuran tidak standar) dengan spesifikasi yang sama maka didapatkan bahwa maximum
stress mesin uji tarik hasil penelitian
menghasilkan rata-rata maksimum stress sekitar 24,80 MPa dengan standar deviasi 2,42. Sedangkan pada mesin uji tarik LIP! menghasilkan rata-rata maksimum stress 24,97
MPa dengan standar deviasi yang sekitar 0,6. Hal ini mengindikasikan bahwa untuk maximum
stress yang dihasilkan mesin uji tarik pada
penelitian ini masih besar. Adapun penyebab besarnya nilai maxsimum stress pada mesin uji tarik pada penelitian ini adalah :
1. Pencekam pada mesin uji tarik pada penelitian ini masih perlu diperbaiki terutama pada aspek gaya cekam yang dihasilkannya. Hal ini perlu dilakukan agar spesimen tetap tercekam sehingga bisa mengurangi kesalahan dalam pembacaan gaya tarik pada load cell.
2. Pada aspek elektrik khususnya pada bagian penguat (op-amp), penguatan yang diberikan sangat besar yaitu sekitar 2000 kali. Penguatan yang digunakan pada penelitian ini hanya menggunakan satu kali penguatan sehingga grafik yang dihasilkan tidak sehalus grafik yang dihasilkan dari mesin uji tarik LIPl. Selain itu, hal ini juga
akan mempengaruhi pembacaan nilai dari
load cell sehingga bisa memberikan kontribusi kesalahan dalam pengukuran. Untuk mengurangi kesalahan tersebut pada aspek penguat (op-amp) dilakukan perbaikan dengan melakukan penguatan bertahap. Sebagai contoh dengan penguatan 2000 kali dapat dilakukan penguatan bertahap mulai diperkuat 10 kali kemudian diperkuat kembali 10 kali dan yang terakhir diperkuat kembali 20 kali sehingga total penguatan 2000 kali.
Rata-rata elongasi yang dihasilkan dari mesin uji tarik hasil penelitian sekitar 32,25 mm dengan standar deviasi 1,71 sedangkan pada mesin uji tarik LIPI menghasilkan rata-rata 26,38 mm dengan standar deviasi 6,89. Perbedaan nilai ini mengindikasikan bahwa parameter elongation
ISBN 978-979-17047-5-5
yang dihasilkan mesin uji tarik pada penelitian lebih baik daripada mesin uj i tarik LIPI. Standar deviasi pada parameter elongation yang besar pada mesin uji tarik LIP} dimungkinkan sensor jarak pada mesin tersebut sudah lama tidak dikalibrasi sehingga memberikan kontribusi kesalahan dalam pengukuran. Nilai tersebut berbeda dengan standar deviasi yang dihasilkan dari mesin uji tarik hasil percobaan, dimana hasilnya relatifkecil hal ini dikarenakan encoder yang digunakan pada mesin uji tarik hasil percobaan relatif baru sehingga besarnya kesalahan pembacaan dapat diminimalisir.
3. KESIMPULAN
Oari hasil percobaan mesin uji tarik polimer dengan menggunakan loadcell dan rotary
encoder, dapat disimpulkan beberapa hal
sebagai berikut :
l.Piranti akuisisi data .pada mesin uji tarik polimer berbasis mikrokontroller A TMEGA 16 terbukti dapat digunakan untuk mengolah data dari mesin uji tarik unfuk menghasilkan parameter uji tarik berupa gaya maksimal
(maximum stress) dan perubahan jarak
(elongation) dari spesimen yang diujikan. 2.Hasil uji tarik terhadap 4 spesimen nylon
dengan lebar spesimen rata-rata 13 mm dan tebal 3.5 mm adalah sebagai berikut rata-rata
maksimum stress 24,80 MPa dengan standar
deviasi 2,42 dan rata-rata elongation sekitar 32,25 mm dengan standar deviasi 1,7
4. REFERENSI
[J] Yudianto, Oyok. dkk, "Rancangan Mesin Uji
Tarik Polimer dengan Instrumen Pengukuran
Loadcelf',(20J3) dalam Prosiding Seminar Nasional
Xll Rckayasa dan Aplikasi Tcknik Mesin diIndustri,
ITENAS, Bandung, 17-18 Descmbcr 2013, Jurusan
tcknik Mesin, ITENAS, Bandung.
[2] Sastranegara, Azhari, "Menganal Uji Tarik dan Sifat-sifat Mekanik Logam",(8 September 2009).
Diakses pada tanggal 23 Juli 2014, dari
http://www.inCol11clrik.com/ 1009/09/mcngcnal-uj i-tarik-dan-si Iat-si (at-mckanik-logam/
[3] Johnson, Curtis. (1997), .'Process Control
instrumentation Technology", New Jersey: Prentice
Hall
[4] Terrel, David L. (1996), "Op-Amps: Design.
Application. and Troubleshooting. Elsevier Science
and Technology". Oxford UK.
[5] Tompkins, W.J., Webster, J.G. (1988),
"Interfacing Sensor To TheIBM PC'·. Printice Hall.
Englewood ClifTs USA.
