P embuatan mes in uji tarik k apas itas k ec il: bag ian data ak uis is i
P andri P andiatmi*, ID K O k ariaw an, E mmy D iah S ulis ty o w ati, S alman , IG .A .K . C hatur A dhi
T eknik Mes in F akultas T eknik Univers itas Mataram, J ln. Majapahit No. 62 Mataram Nus a T eng gara
B arat K ode P os : 83125, T elp. ( 0370) 636087; 636126; ext 128 F ax ( 0370) 636087.
*E mail: pandri.pandiatmi@ gmail.c om
A R T IC L E INF O
A B S T R A C T
A rtic le His tory:
R ec eived 22 F ebruary 2017
A c c epted 15 A pril 2017
A vailable online 30 J une 2017
F or the purpos es of prac tic um and s tude nt res earc h in the
field of materials , tens ile te s t equipment is very important.
B ut the tes t equipment that is in the D epartment of
Mec hanic a l E ngineering, Univers ity of Mataram ha s a
very large c apac ity s o it is not s uita ble for tes ting
materials s uc h as plas tic s and c ompos ites s o this s tudy
bertujua nn to make s mall c apac ity tens ile tes ting mac hine
for purpos es of prac tic um and s tude nt res earc h in the
field of polymer materials and c ompos ites .
D ue to limited funds , the res earc h is foc us ed on ma king
data ac quis ition te ns ile tes ting mac hine. Nec es s ary
materials are on s ite, c able, lead s older, lac quers c able
s oc ket and s upporte d by laboratory equipment
mec hanic a l eng ineering majors who have been there, but
s ome of the c ompone nts to be purc has ed as load c ell,
elec tronic extens ometer, and the operationa l amplifier
module arduino uno boad. D es ign data ac quis ition
c ons is ts of a s ens or that is load c ell, extens ometer
elec tronic , s igna l c onditioning is an operational amplifier
that is arduino uno data rec ording boa d c onnec ted with
the pers onal c omputer and data proc es s ing us ing
L abV iew s oftware s o that the output of the data
ac quis ition is in the form of tables and graphs .
W ith their s mall c a pac ity tens ile tes ting mac hine is
expec ted to provide a n a dditiona l mea ns of learning in the
laboratory and s tudent res earc h. K eywords :
T ens ile tes ting mac hine
D ata ac quis ition
P E ND A HUL U A N
A lat uji merupakan s arana laboratorium
pendidikan yang s angat penting da lam menunjang
dan mendukung pros es belajar meng ajar di
laboratorium. S aat ini, pe ng embang a n teknolog i
lebih banyak dititik beratkan dalam peng embang an
material ya ng lebih ring an, deng an kekuatan ya ng
ting g i da n memiliki ferformans i yang baik.
S ehingg a da lam peng embang a n material ters ebut
memerlukan alat uji ya ng s es uai de ng a n s ifat
material yang diuji.
S aat ini, alat uji tarik ya ng dijual di pas aran
mempunyai harg a lebih dari R p 50 juta dan
mempunyai berbag ai jenis bentuk dan ukuran.
Untuk mes in uji tarik kapas itas kec il yang banyak
ters edia adalah mes in uji s ing le c olumn. K arena
kebutuhan, mes in uji tarik yang dides ain juga
dapa t langs ung dimas ukkan ke dalam mikros kop
untuk menguji pros es deformas i dan
G ambar 1. S kematika diagram data akuis is i
kebutuhan praktikum mahas is wa, terutama untuk
G ambar 2. L oad c ell tipe S
T egang an kerja ya ng direkomendas ikan
ada lah teg ang an D C ya itu 5 volt s ampai 12 volt,
deng an data ini akan di ra nc ang s ebuah pengua t
operas iona l deng an teg ang an kerja 5 volt dan
komponen utama peng uat opras ional ini adalah
dari jenis IC A D 620A N, merupakan penguat
opras iona l khus us untuk alat ins trumentas i yang
diproduks i oleh analog de vic e. F itur IC A D 620A N
ditampilkan da lam gambar 3. S e dangkan g ambar
4 menampilkan s kema rangkaian pe ng uat
operas iona l ya ng diranc ang untuk keperluan
peng uatan s ig na l L oad c ell.
G ambar 3. K onfig uras i pin dan IC A D 620A N
R anc angan peng uat operas ional ini terdiri
dari dua tingkat pe nguatan ( G ain) ya itu U1
dig unakan untuk peng uat pertama dan U3 untuk
peng uatan ke dua ya ng dilengkapi de ng a n
rangkaian peng es eta n nol untuk keluarannya.
Mas ing -mas ing penguat da pat diatur
peng uatannya denga n meng atur res s is tor variabel
ya ng dipas ang padanya yaitu R V 1 dan R V 2. D ari
peng ukuran lang s ung pada load c ell didapat untuk
s etiap kenaikan beban 1 kg meng has ilkan
kenaikan tegang an output s ebes ar 0,01 mV . L oa d
c ell ini memiliki kapas itas beba n s ebes ar 500 kg
s ehingga te gangan output s aat ini s e bes ar 0,01
kali 500 yaitu 5 mV .
G ambar 4. S kematik diag ram peng uat opras iona l
G ambar 5. F ront pa nel da n bloc k diagram
A kuis is i data peng ukuran memiliki rang e
input dari 0 s ampai 5 volt, s ehing g a dibutuhkan
peng uatan ( ga in) s ebes ar 1000 kali. Untuk
mendapatkan ga in s e bes ar ini maka dilakukan
s eting pa da pengua t perta ma deng an ga in A 1 =
100 dan g ain pe ng uat kedua A 2 = 10 s e hing g a
A kuis is i data mengg unakan A R D UINO UNO
R 3, dimana boad ini memiliki internal A D C 10 bit
maka tingkat pembac aanya ( akuras i) s ebes ar = 5/
2^10 = 5/1024 =0, 004883 volt. Ha l ini berarti
perubaha n angka digital 1 bit akan terjadi ketika
perubaha n voltas e s ebes ar 0,004883 volt a ta u
4,883 mV , jadi akus is i data deng an boad ini
memiliki akuras i pembac aan 0,488 kg , s ehing g a
c ukup layak dig unakan untuk akuis is i alat uji tarik.
P engaktifan A rduino boa rd di pera ng kat
lunak L abV iew meng gunakan prog ram L IF A _ bas e.
A da pun program L ab V ie w yang digunakan untuk
kalibras i s ens or g a ya terlihat da lam g ambar 5.
D ari da ta has il kalibras i, teg angan a wa l
ya ng terjadi s ebes ar 0,0342 volt.S elanjutnya, data
V -koreks i dan pembac aan timbang an ( kg)
ditampilkan dalam bentuk g rafik untuk menc ari
pers amaan korelas i antara kedua da ta ters ebut,
adapun g rafiknya ditampilkan dalam g ambar 5.
G ambar 6. T imbang a n vs teg a nga n luaran load
c ell
D ari g ambar 6, dida pat pers amaan trent line
ada lah y = 95, 79 x de ng an konfiden ( R
2
) =
0.995.Ha l ini berarti keyakinan terhada p
pers amaan ters ebut s ebes ar 99,5 % atau
kes alahan dari pers amaan ters ebut hanya s ebes ar
0,5 % .
P eranc ang an dan K alib ras i E lek tro nik E x ten s o
meter
A lat ya ng dig unakan untuk mens ens ing
pertambahan panjang s pes imen uji tarik adalah
meng g unakan extens o meter yang meng ikuti
prins if L V D T ( L inear V ariable
D ifferential T rans former) (g ambar 7) . S ens or ini
berfung s i untuk membac a pergerakan g aris lurus
s ec ara linear.G ambar 6 menampilkan s kematik
dia gram s ig nal g enerator meng g unakan IC
L M555C N
G ambar 6. S kematik s ig nal g enerator IC L M555C N
G ambar7. S kema L V D T
G ambar 8. T eg ang an luara n L V D T vs dial indic ator
D ata has il pembac aan L V D T tidak s ama
deng an nol, s ehingga pe rlu diinis ialis ais i. Has il
inis ialis ais i ters ebut meng has ilkan data s ebes ar
0,336914 volt. S elanjutnya data ditampilkan dalam
P ada gambar 8 terlihat ba hwa daerah linier
dimulai dari voltas e L V D T = 0,302734 volt dan
pembac aan diel indic ator = 4,322 mm. D ari ha l ini
diketahui da erah kerja L V D T yaitu diatas voltas e
output 0,302734 volt. L inieris as i dari luaran L V D T
ditampilkan da lam g ambar 9.
G ambar 9. L inieris as i da erah kerja L V D T
D ari g ambar 9 terlihat bahwa pers amaan
liniernya adalah y = 5,057 x de nga n ting kat
konfiden 99,3 % a tau hanya 0,7 % pers amaan
ters ebut menyimpang pada penentuan
pertambahan panja ng dari voltas e output ya ng
dihas ilkan oleh L V D T . A kuras i pembac aan
perpa njanga n dapat dihitung dengan mengetahui
perubaha n angka digital 1 bit untuk arduino board
ada lah 0,004884 volt, s edangkan dari da ta
peng ukuran dengan L V D T yaitu 0,191 mm
menunjukan 0,024414 volt. A kuras i pembac aan
perpa njanga n = ( 0,004883/ 0,024414) x 0,191 mm
= 0, 038 mm.
G ambar 10. F ront pane l perangkat lunak ujin tarik
P ers amaan linier untuk s ens or g aya da n
s ens or pertambahan panja ng s e lanjutnya
dig unakan da lam pemprograman. S e lanjutnya ,
data akuis is i ya ng dikembang kan deng a n
perangkat lunak L abview ditampilkan g ambar 10.
K E S IMP UL A N
P ada peranc ang an data akuis is i
meng g unakan s ens or loa d s ell da n L V D T dapat
dis impulkan s ebag a i be rikut: A rduinouno R 3
memiliki akuras i pembac aa n s ebes ar 0, 488 kg dan
0,038 mm. P ers amaan kalibras i g a ya a dalah y =
95,79 x. P ers amaan kalibras i perpa njanga n adalah
y = 5,057 x. P rog ram labvie w dapa t dig unakan
untuk data log g ing uji tarik.
D A F T A R P U S T A K A
C allis ter W .D ., 2007, Material s c ie nc e and
eng ineering ; Introduc tion, 6ed, J ohn W ile y
and S ons , Inc ., Ne w Y ork.
D ean N., A djei J ., Moreno S ., Nic knis h S ., 2014,
D es ign, development and manufac turing of
a mic ro-tens ile tes ter for in s itu afm/optic a l
mic ros c opy applic ations , mic romec hanic a
material tes ting s ys tems , D epartment of
Mec hanic a l E ng ineering , T he Univers ity of
T exas , D allas .
L im W ., K im H.K ., 2013, D es ig n and de ve lopment
of a miniaturis e d tens ile tes ting mac hine,
G loba l J ourna l of E ng ine ering E duc ation,
