MODUL 3 KONTROL RANGKAIAN PNEUMATIK Yusuf Naufal (121320025)
Asisten: Muhammad Abdi Fadhilah Tanggal Percobaan: 12/10/2023
TF3106-LTF III
Laboratorium Teknik Fisika III – JTPI ITERA Abstrak
Pneumatik adalah teknologi yang memanfaatkan udara bertekanan sebagai media untuk menggerakkan suatu mekanisme. Secara teknis pneumatik merupakan aplikasi tenaga fluida yang menggunakan media gas bertekanan.
Dalam praktikum ini, ada dua peecobaan yang dilakukan, pertama simulasi mesin penyortir barang dan kedua simulasi mesin pemindah barang. Dari kedua percobaan tersebut dapat diketahui bagaimana sebuah sistem pneumatik bekerja dan disesuaikan dalam berbagai aplikasi.
Kata Kunci: Fluidsim, peneumatik, simulasi.
1. PENDAHULUAN
Pneumatik adalah teknologi yang memanfaatkan udara bertekanan sebagai media untuk menggerakkan suatu mekanisme. Dalam laporan praktikum ini, kita akan membahas tentang kontrol rangkaian pneumatik. Tujuan utama dari praktikum ini adalah untuk memahami konsep dasar pneumatik, yang merupakan fondasi penting dalam banyak aplikasi industri dan teknik. Selama praktikum kita telah mencoba bagaimana merancang dan menguji sistem pneumatik secara maya, menggunakan simulator FluidSIM. Ini akan memberikan kita pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana komponen pneumatik bekerja bersama-sama untuk menciptakan sistem yang efisien dan efektif.
Dalam praktikum ini, kita juga menguji cobakan bagaimana memilih komponen pneumatik yang tepat untuk mesin penyortir barang dan mesin pemindah barang. Pemilihan komponen yang tepat sangat penting untuk memastikan bahwa sistem pneumatik berfungsi dengan baik dan efisien.
Selain itu, kita juga belajar bagaimana menghitung kebutuhan sistem pneumatik, termasuk perhitungan tekanan udara dan volume udara yang diperlukan. Dengan pemahaman yang mendalam
tentang konsep-konsep ini, kita akan dapat merancang dan mengimplementasikan sistem pneumatik yang efisien dan efektif dalam berbagai aplikasi.
Tentunya penggunaan FluidSim Festo sebagai simulator dapat memudahkan percobaan praktikum. Seperti banyak diketahui bahwa perangkat lunak FluidSim lumrah digunakan dalam mensimulasikan rangkaian pneumatik dan hidrolik.
Hal ini juga dapat menghindari risiko kerusakan ketimbang menggunakan peralatan langsung untuk mencoba rangkaian dan tidak memerlukan biaya yang mahal untuk mensimulasikan rangkaian peneumatik. [1]
2. STUDI PUSTAKA 2.1. Sistem Pneumatik
Sistem pneumatik adalah kumpulan komponen yang saling berhubungan yang menggunakan udara bertekanan untuk melakukan pekerjaan pada peralatan otomatis. Secara teknis pneumatik merupakan aplikasi tenaga fluida yang menggunakan media gas bertekanan untuk menghasilkan, mentranmisikan, dan mengontrol daya, biasanya menggunakan gas terkompresi seperti udara pada tekanan 60-120 PSI (Pound per Square Inch), Sistem pneumatik biasanya digunakan dalam industri dan dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi. [2]
2.2. Komponen Utama Sistem Pneumatik Adapun komponen utama pada sebuah sistem penumatik terdiri atas:
1) Kompresor udara yang bertindak sebagai penarik udara dan mengompresinya sehingga memiliki daya tekanan yang disesuaikan.
Adapun jenis kompresor yang umum
digunakan diantaranya kompresor positif dispalcement, kompresor dinamis, dan kompresor hybrid.
2) Aktuator yang bertindak sebagai pengubah udara bertekanan menjadi gerakan mekanis seperti silinder dan motor. Hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan aktuator diantaranya stroke (jarak maksimum yang dapat ditempuh), kecepatan, gaya, kepresisian, dan ukuran
3) Katup kontrol (Valve) yang bertindak sebagai katup pengontrol aliran udara terkompresi ke berbagai komponen dalam sistem yang telah diatur.
Terdapat tiga jenis katup yang umum digunakan diantaranya directional control valve, presure control valve, dan flow control valve. [3]
2.3. Hukum Gas Ideal
Pada sistem pneumatik berlaku hukum gas ideal (gas sempurna) yang menggambarkan hubungan antara tekanan, volume, suhu, dan kuantitas gas.
Hubungan tersebut dinyatakan sebagai:
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
• (P) tekanan absolut gas
• (V) volume yang ditempati gas
• (n) jumlah mol gas
• (R) konstanta gas ideal
• (T) suhu absolut gas
Hukum gas ideal memainkan peran penting dalam memahami dan merancang sistem pneumatik yang menggunakan udara bertekanan atau gas lain untuk mengirimkan dan mengontrol daya di berbagai aplikasi. [4]
3. METODOLOGI 3.1. Alat dan Bahan
• Komputer/Laptop
• Software Fluidsim Pneumatic
3.2.1. Mesin Penyortir Barang
3.2.2. Mesin Pemindah Barang Mulai
Input komponen silinder Kerja Ganda
Atur valvekontrol arah 3/2
Atur valvekontrol arah 5/2
Atur sambungan udara
Selesai
Mulai
Inputdua buah silinder sekuensial
Atur batang piston silinder A+
B+ (A- B-)
Atur silinder kerja ganda dan valveselenoid ganda 5/2
Atur koneksi pada rangkaian
Selesai
4. HASIL DAN ANALISIS 4.1. Mesin Penyortir Barang
Percobaan pertama rangkaian alat sorting barang yang terbuat dari silinder kerja ganda yang dikendalikan secara manual dengan sebuah tombol tekan seperti pada gamabar hasil di bawah ini.
Gambar 1 Simulasi Mesin Penyortir Barang
Saat S1 ditekan maka silinder akan bergerak maju dan saat mencapai maksimal kemudian silinder akan kembali dengan bergerak mundur.
Dalam hasil simulasi yang ditunjukkan gambar 1 merupakan kondisi dimana silinder berada pada batas maksimum A2 dan akan kembali mundur sampai batas A1. Hal tersebut ditandai dengan arah tekanan gas yang telah dikompresi dari kompresor/underpresure (ditandai dengan warna biru tua) yang melewati katup 3/2 saat tombol S1 ditekan. Kemudian daerah tanpa tekanan/
presureless (ditandai dengan warna biru muda) akan teraliri tekanan gas yang masuk melalui katup 5/2 yang diteruskan menuju silinder dan berdampak pada bergeraknya silinder pada batas A2.
Setelah menemui batas, aliran gas terkompresi akan keluar melalui katup 5/2 dan diteruskan menuju katup 3/2 yang berdampak pada bergeraknya silinder menjuju batas A1. Aliran kompresi tersebut akan berulang-ulang keluar masuk melalui katup hingga tombol S1 dimatikan yang artinya memutus aliran gas terkompresi tersebut.
4.2. Mesin Pemindah Barang
Percobaan kedua rangkaian alat pemindah barang yang terdiri dari dua buah sislinder yang bekerja secara sekuensial. Alat tersebut dikendalikan secara electronic proximity switches atau rangkaian elektronik tanpa saklar seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 2 Simulasi Mesin Pemindah Barang
Aliran gas terkompresi (ditandai dengan warna biru tua) dari kompresor akan mengalir menuju kedua silinder. Saat tombol start ditekan, relay pada rangkaian electronic proximity switches akan membuka katup 5/2 yang menuju silinder A sehingga silinder A bergerak maju. Kemudian katup 5/2 yang menuju silinder B meneruskan aliran gas terkompresi sehingga silinder B bergerak maju.
Selanjutnya gas terkompresi pada silinder B keluar yang menyebabkan silinder B bergerak mundur. Kemudian gas terkompresi pada silinder A dikeluarkan sehingga silinder A bergerak mundur. Hal ini menyebabkan pergerkan piston silinder bergerak sekuensial dengan menggunkana kontrol elektrik relai sebagai otomatisasi.
Dalam rangkaian relai, sinyal digabungkan satu sama lain melalui kontak sakelar kontrol, push button, dan relai. Sinyal keluaran sensor bekerja pada kumparan relai, yang pada gilirannya mengalihkan kontak yang diperlukan.
5. KESIMPULAN
• Piston silinder akan bergerak maju apabila teraliri gas terkompresi atau disebut underpresure.
• Piston silinder akan bergerak mundur apabila tidak teraliri gas terkompresi atau disebut presureless.
• Rangkaian pneumatik dapat dioperasikan secara manual dan otomatis dengan menggunakan rangkaian elektrik.
• Rangkaian pneumatik dapat di rancang agar bergerak secara sekuensial.
DAFTAR PUSTAKA
[1] W. J. Palm, System Dynamics, New York:
McGraw-Hill Education, 2021.
[2] K. Ogata, System Dynamics, New Jersey:
Pearson Practice, 2004.
[3] K. Ogata, Modern Control Engineering, New Jersey: Pearson Prentice, 2010.
[4] Norman, Control Systems Engineering, 2015.
