bab iii metode perancanganeprints.umm.ac.id/41532/4/bab iii.pdf · 2018. 12. 6. · serta...

27
27 BAB III METODE PERANCANGAN 3.1 Metode Perancangan Langkah awal dalam merealisasikan suatu produk adalah tahap perancangan. Setelah tahap perancangan selesai, maka tahap selanjutnya adalah tahap pembuatan atau produksi produk. Dua tahap ini dilakukan oleh dua kelompok atau dua orang yang berbeda, dimana masing-masing memiliki keahlian di bidang tersebut yaitu perancangan dilakukan oleh kelompok perancang dan pembuatan produk oleh kelompok pembuat produk. Metode perancangan yang diusulkan oleh Pahl dan Beitz sebagaimana yang dijelaskan dalam buku Engineering Design: A Systematic Approach. Cara merancang tersebut terdiri dari 4 fase, diamana masing-masing fase terdiri dari beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah: 1. Perencanaan dan penjelasan tugas 2. Perancangan konsep produk 3. Perancangan bentuk produk (embodiment design) 4. Perancangan detail Metode perancangan Pahl dan Beitz sering digunakan di bidang industri utamanya ketika membuat suatu produk. Secara umum metode perancangan yang akan digunakan adalah metode perancangan yang disarankan oleh Pahl dan Beitz yang ditunjukkan oleh Gambar (3.1) dibawah ini.

Upload: others

Post on 11-Sep-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

27

BAB III

METODE PERANCANGAN

3.1 Metode Perancangan

Langkah awal dalam merealisasikan suatu produk adalah tahap

perancangan. Setelah tahap perancangan selesai, maka tahap selanjutnya adalah

tahap pembuatan atau produksi produk. Dua tahap ini dilakukan oleh dua kelompok

atau dua orang yang berbeda, dimana masing-masing memiliki keahlian di bidang

tersebut yaitu perancangan dilakukan oleh kelompok perancang dan pembuatan

produk oleh kelompok pembuat produk.

Metode perancangan yang diusulkan oleh Pahl dan Beitz sebagaimana yang

dijelaskan dalam buku Engineering Design: A Systematic Approach. Cara

merancang tersebut terdiri dari 4 fase, diamana masing-masing fase terdiri dari

beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah:

1. Perencanaan dan penjelasan tugas

2. Perancangan konsep produk

3. Perancangan bentuk produk (embodiment design)

4. Perancangan detail

Metode perancangan Pahl dan Beitz sering digunakan di bidang industri

utamanya ketika membuat suatu produk. Secara umum metode perancangan yang

akan digunakan adalah metode perancangan yang disarankan oleh Pahl dan Beitz

yang ditunjukkan oleh Gambar (3.1) dibawah ini.

Page 2: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

28

(Sumber: Riadi, 2009)

Gambar 3.1 Diagram Alir Keseluruhan Metode Perancangan Menurut Pahl dan

Beitz

Tugas Pasar,Perusahaan,Ekonomi

- Perencanaan dan Penjelasan Tugas - Analisis pasar dan keadaan perusahaan - Memformulasi usulan produk - Penjelasan tugas - Mengembangkan daftar persyaratan

Daftar persyaratan

(Spesifikasi Produk)

Konsep produk

(Solusi)

Layout awal

Dokumen produk

Layout akhir

Mengembangkan Solusi Utama

- Mengidentifikasi masalah-masalah penting - Menentukan struktur fungsi produk - Mencari prinsip-prinsip kerja produk - Membentuk beberapa alternatif produk - Evaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis

Mengembangkan Struktur Produk

- Menentukan bentuk awal, memilih material dan perhitungan-perhitungan - Memilih layout awal yang terbaik - Memperbaiki layout - Evaluasi terhadap criteria teknis & ekonomis

- Menetukan struktur produk - Menghilangkan kelemahan dan kekurangan - Cek kalau-kalau ada kesalahan - Persiapan daftar komponen awal dan dokumen - Pembuatan dan susunan produk

- Menyiapkan dokumen pembuatan - Mengembangkan gambar atau daftar detail - Menyelesaikan instruksi-instruksi pembuatan susunan danpengiriman

produk - Periksa semua dokumen

Solusi

Tin

gkat

kan

dan

per

bai

kan

Info

rmas

i per

bai

ki d

afta

r p

ersy

arat

an h

asil

um

pan

bal

ik

Per

enca

naa

n d

an

Pen

jela

san

Pro

du

k

Per

anca

nga

n K

on

sep

Pro

du

k P

eran

can

gan

Ben

tuk

Per

anca

nga

n D

etai

l

Page 3: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

29

Pada tahap ini dibutuhkan kreatifitas dikarenakan beberapa spesifikasi

komponen seperti komponen motor dan batang tumpuan sudah ditentukan,

mengikuti spesifikasi faktual yang ada di pasaran. Dalam perancangan Alat

percobaan getaran paksa ini, metode perancangan yang akan dibahas hanya pada

bagian Daftar persyaratan hingga Konsep produk seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar (3.2) berikut.

(Sumber: Riadi, 2009)

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan bagian Daftar Persyaratan hingga Konsep

Produk

3.2 Perancangan Desain

Dalam menentukan desain Alat percobaan getaran paksa terdapat beberapa

tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapkan desain terbaik. Adapun beberapa

tahapan tersebut diantaranya:

1. Daftar Persyaratan

2. Identifikasi Masalah

3. Struktur Fungsi

4. Prinsip Kerja

Daftar persyaratan

(Spesifikasi Produk)

Konsep produk

(Solusi)

Mengembangkan Solusi Utama

- Mengidentifikasi masalah-masalah penting - Menentukan struktur fungsi produk - Mencari prinsip-prinsip kerja produk - Membentuk beberapa alternatif produk - Evaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis

Page 4: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

30

5. Alternatif Produk

6. Evaluasi Terhadap Kriteria Teknik

3.3 Daftar Persyaratan (Spesifikasi Produk)

Daftar persyaratan dibuat untuk menjelaskan spesifikasi Alat percobaan

getaran paksa dan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi sebelum produk

dikembangkan lebih lanjut. Adapun daftar persyaratan ditunjukkan oleh Tabel (3.1)

sebagai berikut:

Tabel 3.1 Tabel persyaratan spesifikasi desain

Sifat Daftar Persyaratan Alat Percobaan Getaran Paksa

Material

S Batang Tumpuan dari logam kuningan

S Kerangka struktur dari Mild steel

W Spesifikasi komponen motor dan batang tumpuan mengikuti data yang

ada di pasaran.

S Komponen mudah di dapat di pasaran

W Konstruksi alat mampu menahan gaya unbalance

Geometri

S Bentuk Sederhana

W Dimensi batang tumpuan (beam) tertentu, mengikuti data yang ada di

pasaran.

Panjang Beam = 455 mm = 0,455 m

Lebar Beam = 25 mm = 0,025 m

Tinggi Beam = 3 mm = 0,003 m

Page 5: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

31

Tumpuan : Roll – Engsel

Eksentrisitas = 60 mm = 0,06 m

Massa

W Motor dan pirinan = 1,277 Kg

Pangkon Motor = 0,764 Kg

Unbalance = 0,006 Kg

Kinematik

W

Spesifikasi Motor adalah :

Motor DC

Kecepatan maksimal 1800 RPM

Tegangan 12 V

W Nilai frekuensi natural sistem berada di dalam jangkauan frekuensi

kecepatan motor

W Gaya unbalance tidak melebihi batas tegangan ijin batang tumpuan

Energi

W Sumber energi menggunakan energi listrik

S Menggunakan saklar sebagai pemutus arus listrik

S Hemat energi

Keamanan

W Aman dari konsleting listrik

W Aman dari benturan akibat komponen yang terlepas

Ergonomi

S Kemudahan dan kenyamanan dalam pengoperasian.

Page 6: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

32

S Menggunakan lampu sebagai indikator pada saat terjadinya lendutan

maksimal

S Mudah dalam pemasangan dan pelepasan (portable)

S Suara alat tidak bising

Produksi

W Dapat dibuat/diproduksi oleh bengkel lokal

S Alat sederhana dan tidak terlalu rumit dalam proses produksi

Perawatan

S Perawatan sederhana, tidak memerlukan perawatan khusus

Pengoperasian

W Alat dapat dioperasikan di atas meja

S Pengoperasian alat dilakukan oleh dua orang dengan posisi duduk

S Dapat dioperasikan di dalam maupun di luar ruangan

Transportasi

W Alat mudah untuk dipindahkan

S Muat diletakkan pada bagasi mobil

Biaya

S Biaya produksi terjangkau

Berdasarkan kebutukan Customer Persyaratan disimbolkan dengan dua

indikator, yakni persyaratan bersifat wajib dipenuhi (W) atau disarankan dipenuhi

(S). Dari keterangan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa persyaratan yang

dibuat merupakan panduan dalam merancang alat (Riadi, 2009).

Page 7: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

33

3.4 Identifikasi Masalah

Tahap identifikasi masalah bertujuan untuk membahas secara detail

permasalahan yang ada pada daftar persyaratan di atas. Adapun tahapan identifikasi

masalah sebagai berikut:

1. Data kuantitatif, dengan menghilangkan kesenangan pribadi dan

menghilangkan persyaratan yang tidak berkaitan langsung dengan fungsi

serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran

paksa. Dari kriteria tersebut didapatkan hasil sebagai berikut:

a. Dapat mengetahui nilai frekuensi natural sistem

b. Menggunakan lampu LED sebagai sensor saat mencapai amplitudo

c. Menggunakan bahan plat kuningan sebagai batang tumpuan

d. Alat menggunakan sumber energi tenaga listrik

e. Dioperasikan dengan posisi duduk

f. Alat dapat dioperasikan di atas meja

g. Mudah dioperasikan

h. Biaya produksi yang terjangkau

i. Peredam getaran menggunakan oli

j. dapat diletakkan di atas meja

k. Bobot alat yang ringan

2. Dengan mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif kemudian

menyatakannya dalam kalimat yang sederhana yang mewakili. Dari kriteria

tersebut didapatkan hasil sebagai berikut:

a. Mengukur nilai frekuensi natural sistem

Page 8: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

34

b. Sensor amplitudo dengan menggunakan Lampu LED

c. Batang tumpuan dari logam kuningan

d. Sumber energi tenaga listrik

e. Mudah dioperasikan di atas meja dengan posisi duduk

f. Biaya produksi yang terjangkau

g. Bobot alat yang ringan

3. Kemudian menggeneralisir data kuantitatif. Dari kriteria tersebut didapatkan

hasil sebagai berikut:

a. Mengukur nilai frekuensi natural sistem

b. Dimensi alat sederhana dan kuat

c. Sumber energi tenaga listrik

d. Mudah dioperasikan di atas meja dengan posisi duduk

4. Kemudian memformulasikan masalah. Didapatkan hasil sebagai berikut.

Perancangan Alat percobaan getaran paksa untuk mengukur frekuensi

natural sistem yang dapat diletakkan dan dioperasikan di atas meja oleh dua

orang dengan posisi duduk dengan dimensi alat yang sederhana, struktur

yang kuat dan menggunakan sumber energi tenaga listrik.

3.5 Struktur Fungsi

Dari penggalian formulasi masalah serta konsep desain, maka dapat

dinyatakan atau digambarkan suatu struktur fungsi berupa fungsi keseluruhan

(overall function) dan sub fungsi / fungsi utama (sub function / main function) yang

didasarkan oleh aliran energi, material atau signal dengan menggunakan diagram

blok agar mudah dipahami. Gambar (3.3) menunjukkan diagram blok untuk fungsi

keseluruhan.

Page 9: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

35

Energi Listrik Getaran

Gambar 3.3 Diagram blok fungsi keseluruhan desain

Gambar diatas menjelaskan aliran fungsi energi pada Alat percobaan

getaran paksa, dimana inputan dari energi listrik diubah menjadi energi gerak. Pada

sistem Alat percobaan getaran paksa terdapat beberapa sub-fungsi aliran energi

yang kemudian akan menghasilkan prinsip kerja getaran paksa seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar (3.4) dibawah ini.

.

Alat percobaan

getaran paksa

Page 10: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

36

`

Energi Listrik

Spesimen

Gambar 3.4 Aliran energi pada diagram Blok sub fungsi

3.6 Prinsip Kerja

Prinsip kerja yang diperlukan dapat ditelusuri dari sub-fungsi yang ada pada

diagram Blok fungsi keseluruhan terlihat ada 6 sub-fungsi, diantaranya adalah:

1. Mengubah energi listrik menjadi energi gerak (putaran).

Mengubah Energi

Listrik menjadi

Energi Gerak

(Putaran) (1)

Piringan

Unbalance (2)

Batang Tumpuan

(beam) bergetar

(3)

Getaran pada

Spesimen

Alat Ukur

(Mikrometer) (5)

Batang tumpuan

(beam) menyentuh

Alat Ukur (6)

Mengubah

Energi Listrik

menjadi Energi

Cahaya

(Lampu) (4)

Lampu

Menyala

Page 11: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

37

2. Sebagai massa yang membuat putaran motor menjadi tak seimbang

(unbalance).

3. Sebagai tumpuan atau bersandarnya motor unbalance.

4. Mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

5. Sebagai alat ukur serta penerus dan pemutus arus listrik.

6. Tempat terjadinya reaksi dan lendutan maksimum.

Listrik sebagai sumber energi menggerakkan motor listrik, pada bagian

depan motor listrik diletakkan sebuah piringan yang diberi Massa Unbalance.

Motor listrik yang memiliki Massa Unbalance kemudian diletakkan pada batang

tumpuan sehingga batang tumpuan tersebut akan bergetar secara unbalance.

Pada bagian alat ukur dan platina ditambahkan sebuah kabel lampu dengan

arus positif (+), bila platina ditempelkan pada Beam yang bergetar secara unbalance

tadi terjadi kontak (bersentuhan) dengan mikrometer yang dipasang pada bagian

struktur kerangka dan posisinya di bawah Beam. Ketika posisi alat ukur diatur

mendekat Beam, maka Lampu akan menyala dan sekaligus menunjukkan nilai

amplitudo atau lendutan pada Beam akibat Gaya Unbalance.

3.7 Alternatif Produk

Jika dibuat sebuah tabel sub-fungsi maka akan seperti yang ditunjukkan

oleh Tabel (3.2) sebagai berikut:

Page 12: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

38

Tabel 3.2 Kombinasi sub-fungsi yang didasarkan pada diagram Blok sub fungsi

Solusi

Sub

Fungsi

1 2 3

Mengubah

Energi Listrik

menjadi energi

Gerak (motor)

Motor arus

bolak-balik

(AC)

Motor arus searah

(DC)

A

Motor (AC)

berdasarkan

putaran dan

frekuensi:

1. Motor Singkron

2. Motor Induksi

Motor (DC)

berdasarkan

sumber daya:

1. Motor Sumber

Daya Terpisah

2. Motor Sumber

Daya Sendiri

Motor induksi

berdasarkan jumlah

fasa tegangan yang

digunakan:

1. Motor satu fasa

2. Motor tiga fasa

Motor (DC)

sumber daya

sendiri:

1. Motor shunt

2. Motor Seri

3. Motor

Campuran

Page 13: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

39

Massa

Unbalance

Mur – Baut

ditambahkan pada

piringan

Piringan di bor B

Batang

Tumpuan

Perunggu Kuningan Mild Steel C

Jenis Tumpuan

Batang Uji

(kanan dan kiri)

Tumpuan

Engsel/sendi

Tumpuan Jepit Tumpuan Rol

D

Tumpuan

Engsel/Sendi

Tumpuan Jepit Tumpuan Rol

E

Page 14: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

40

Mengubah

Energi Listrik

menjadi energi

Cahaya (Lampu)

Lampu Strobo DC Lampu AC F

Alat Pengukur

Amplitudo

Mikrometer Sekrup Penggaris G

Dari Tabel (3.2) hasil identifikasi masalah akan terlihat berbagai varian

kemungkinan kombinasi sub-fungsi yang mungkin untuk digunakan. Pada

perancangan ini susunan konsep yang dipilih adalah: A2-B1-C1-D1-E3-F1-G2.

Dan bila susunan konsep di buat sebuah gambar desain, maka desain alat akan

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar (3.5) berikut.

Gambar 3.5 Desain alat menurut susunan konsep yang dipilih

Page 15: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

41

Pemilihan konsep tersebut didasarkan pada evaluasi teknik. Evaluasi teknik

adalah tahap penilaian masing-masing komponen terhadap daftar persyaratan

desain, bila suatu komponen semakin memenuhi daftar persyaratan desain, maka

peluang terpilih komponen tersebut akan semakin besar.

3.8 Evaluasi Terhadap Kriteria Teknik

3.8.1 Pemilihan Motor Listrik

Motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk

melayani beban tertentu. Motor listrik secara garis besar diklasifikasikan menjadi

dua, yakni motor listrik AC dan DC, dan secara lengkap ditampilkan oleh gambar

(3.6) dibawah ini.

(Sumber: Elektronika Dasar, 2012)

Gambar 3.6 Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik

A. Motor Arus Searah (DC Motor)

Motor arus searah, menggunakan arah langsung yang tidak langsung/direct-

undirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana

diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran

kecepatan yang luas. Motor DC dirancang untuk menghasilkan tenaga listrik

DC.

Page 16: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

42

1. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited : motor shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan

secara paralel dengan gulungan dinamo (A), oleh karenanya total arus

dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar (3.7) di bawah ini.

(sumber: https://dedyalfilianto.wordpress.com/author/dedyalfilianto/)

Gambar 3.7 Karakteristik Motor DC Shunt

Berikut adalah hal-hal yang berhubungan dengan motor shunt

sebagai berikut:

o Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban

(hingga torsi tertentu setelah kecepatanya berkurang) penggunaan

motor shunt idealnya untuk kebutuhan komersil dengan beban awal

yang rendah, seperti peralatan mesin.

o Kecepatannya bisa diatur. Dengan memasang tahanan dalam

susunan seri dengan dinamo maka akan mengurangi kecepatan

Page 17: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

43

ataupun bisa dengan memasang tahanan pada arus medan untuk

menambah kecepatan.

2. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor seri

Rangkaian pada motor seri, gulungan medan (medan shunt)

dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti

diperlihatkan oleh Gambar (3.8) sehingga arus medan sama dengan arus

dinamo.

(Sumber: https://dedyalfilianto.wordpress.com/author/dedyalfilianto/)

Gambar 3.8 Karakteristik Motor Seri DC

Berikut adalah hal-hal yang berhubungan dengan motor shunt sebagai

berikut :

o Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

o Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa adanya beban,

sebab akan mempercepat kecepatannya tanpa terkendali.

o Motor-motor jenis seri dalam penggunaanya memerlukan torque

penyelaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist.

Page 18: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

44

3. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: Kompon/Gabungan

Motor jenis ini adalah gabungan dari motor seri dan shunt. Pada motor

kompon, gulungan medan (medan shunt) disusun secara seri dan paralel

dengan gulungan dinamo (A) yang membuat motor kompon memiliki

torque penyalaan awal yang bagus serta kecepatannya yang stabil. Semakin

tinggi presentase penggabungan (gulungan medan yang dihubungkan secara

seri), semakin tinggi juga torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh

motor tersebut. Dibawah ini adalah contoh hasil penggabungan 40-50%

yang membuat motor jenis ini tepat sebagai alat pengangkat hoist dan derek,

sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok.

4. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited

Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC

sumber daya terpisah/ Separately Excited.

B. Motor Arus Bolak-balik (AC)

Penggunaan motor AC banyak ditemukan disekitar kita, seperti di industri,

kawasan perdagangan, pemukiman dan masih banyak lainnya. Motor AC

mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik yang bekerja

menggunakan tegangan AC (Alternating Current) disebut Motor AC. Motor

AC memiliki dua buah bagian utama yaitu “stator” dan “rotor”. Stator

merupakan komponen motor AC yang statis. Rotor merupakan komponen

motor AC yang berputar. Motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak

frekuensi variabel untuk mengendalikan kecepatan sekaligus menurunkan

konsumsi dayanya.

Page 19: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

45

Jenis-Jenis Motor AC

1. Motor Sinkron: Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada

kecepatan tetap pada sistim frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan

penggerak permulaan untuk pembangkitan daya dan memiliki Torque

awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk

penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara,

perubahan frekuensi dan generator motor, contoh motor singkron

diperlihatkan oleh Gambar (3.9) berikut.

(Sumber: Dani, 2013)

Gambar 3.9 Motor Sinkron AC

2. Motor Induksi: Motor induksi merupakan motor yang paling umum

digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena

rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat

langsung disambungkan ke sumber daya AC, susunan motor induksi

ditunjukkan oleh Gambar (3.10) berikut.

Page 20: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

46

(Sumber: http://elektronika-dasar.web.id/definisi-dan-karakteristik-motor-listrik-

induksi/)

Gambar 3.10 Susunan Motor Induksi AC

a. Motor induksi satu fasa: Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator,

beroperasi dengan pasokan daya satu fasa, memiliki sebuah rotor kandang

tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya.

b. Motor induksi tiga fasa: Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh

pasokan tiga fasa yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan

daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor

(walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri.

Karena berdasarkan bentuknya yang kecil dan kecepatan pada prakteknya

yang konstan serta tidak bergantung pada beban, maka dipilih jenis motor DC.

3.8.2 Pemilihan Massa Unbalance

A. Massa

Dalam fisika, berat dari suatu benda adalah Gaya yang disebabkan oleh

gravitasi yang berkaitan dengan benda tersebut. Massa benda nilainya tetap

dimana-mana, namun berat sebuah benda akan berubah menyesuaikan dengan

besarnya percepatan gravitasi di tempat tersebut.

Page 21: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

47

B. Tak Seimbang

Unbalance disebut juga sebagai ketidak-seimbangan yang berputar.

Unbalance pada putaran mesin adalah salah satu sebab terjadinya getaran pada

mesin. Disini terlihat jelas ketika sebuah motor diberi piringan tak seimbang,

dimana Massa tak seimbang itu diletakkan pada salah satu piringan tersebut.

Ketika motor terssebut diputar maka akan menghasilkan sebuah gaya radial

tunggal.

Dalam perancangan ini Massa unbalance yang dipasangkan pada

piringan adalah mur dan baut, pemilihan tersebut dikarenakan baut relatif

mudah dalam proses pemasangannya.

C. Baut

Baut, pasak, pin dan paku merupakan pengikat yand dapat dilepas

(removable fastener). Baut adalah sebuah silinder yang dilengkapi dengan

ulir berbentuk helicoids pada permukaannya, yang mana memiliki pasangan

yakni sebuah lubang dengan bentuk dan ukuran yang sama apabila

dimasukkan.

3.8.3 Pemilihan Batang Tumpuan

Batang tumpuan yang digunakan adalah kuningan berbentuk persegi

panjang. Kuningan terbuat dari paduan tembaga (Cu) dan seng (Zn). Kuningan

memiliki nilai Modulus Elastisitas sebesar 102-125 GPa.

3.8.4 Pemilihan Jenis Tumpuan

Tumpuan adalah tempat bersandarnya konstruksi dan tempat terjadinya

reaksi. Jenis tumpuan berpengaruh terhadap jenis konstruksi, sebab setiap jenis

Page 22: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

48

tumpuan mempunyai karakteristik masing-masing. Tumpuan memiliki beberapa

jenis diantaranya adalah:

a. Tumpuan sendi/engsel

b. Tumpuan jepit

c. Tumpuan rol

d. Tumpuan bidang

e. Pendel

f. Tumpuan gesek

g. Tumpuan titik

Dari jenis-jenis tumpuan yang disebutkan diatas, jenis tumpuan yang sering

dijumpai adalah tumpual sendi, jepit dan rol. Oleh karenanya pada pemilihan

tumpuan ini yang akan diuraikan hanya jenis tumpuan sendi, jepit dan rol.

A. Tumpuan Sendi

Tumpuan sendi dapat menerima Gaya dari segala arah, namun tidak mampu

menahan momen, jadi tumpuan sendi memiliki dua reaksi seperti yang terlihat

pada Gambar (3.11) dibawah ini.

Page 23: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

49

(Sumber: http://rahasiadonk-huda.blogspot.com/2015/10/pengenalan-struktur-

bangunan.html)

Gambar 3.11 Tumpuan engsel

B. Tumpuan jepit

Tumpuan jepit menahan Gaya dalam segala arah dan dapat menahan

momen. Dengan demikian tumpuan jepit mempunyai tiga Gaya reaksi reaksi

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar (3.12) di bawah ini.

(Sumber: http://belajarilmubangunan.blogspot.com/2013/12/pengertian-dan-

macam-tumpuan.html)

Gambar 3.12 Tumpuan Jepit

Page 24: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

50

C. Tumpuan rol

Tumpuan rol hanya dapat menerima Gaya dalam arah tegak lurus rol dan

tidak mampu menahan momen. Jadi tumpuan rol hanya memiliki satu Gaya

reaksi seperti yang ditunjukkan oleh Gambar (3.13) berikut.

(Sumber: http://bilqisgbangunan.blogspot.com/2016/03/mekanika-teknik-1.html)

Gambar 3.13 Tumpuan Rol

3.8.5 Pemilihan Lampu

A. Lampu strobo DC

Lampu strobo DC sering digunakan pada kendaraan khusus seperti

ambulan, mobil patroli dan truk pemadam kebakaran dengan menempatkan

sumber energi dari aki kendaraan.

Pada dasarnya penggunaan lampu strobo dipilih karena cahayanya yang

tetap terang baik malam maupun siang hari, bentuk lampu strobo seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar (3.14).

Page 25: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

51

Gambar 3.14 Lampu Strobo DC

B. Lampu AC

Lampu AC sering kita jumpai di dalam rumah, karena listrik di rumah

menggunakan listrik AC. Kendala yang sering terjadi pada listrik AC adalah

ketika terjadi beda tegangan, lampu akan meledak akibat konsleting listrik.

Lampu AC bentuknya seperti yang ditunjukkan oleh Gambar (3.15)

(Sumber: http://kokohrumahku.blogspot.com/2016/11/jenis-bohlam-lampu-

pijar-cfl-led.html)

Gambar 3.15 Lampu Strobo DC

3.8.6 Pemilihan Pengukur Amplitudo

Alat pengukur amplitudo harus memiliki ketelitian yang bagus, karena

getaran pada alat yang dirancang tidak begitu besar. Dari permasalahan yang

Page 26: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

52

terjadi, dapat di tentukan beberapa jenis alat ukur dengan nilai ketelitian yang bagus

diantaranya:

A. Penggaris

Penggaris merupakan alat ukur dan sebagai alat bantu gambar untuk

menggambar garis lurus. Penggaris atau mistar memiliki beberapa bentuk mulai

dari yang lurus sampai yang berbentuk segitiga (biasanya segitiga siku-siku

sama kaki dan segitiga siku-siku 30°–60°). Penggaris dapat terbuat dari plastik,

logam, berbentuk pita dan sebagainya. Juga terdapat penggaris yang dapat

dilipat.(Wikipedia, 2018) Bentuk Penggaris terlihat seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar (3.16)

(Sumber: http://www.snowy-stationery.com/detail/penggaris-besi-100-cm-

639.html)

Gambar 3.16 Mikrometer Sekrup

B. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup merupakan alat pengukur kepresisian yang

komponennya terdiri dari sekrup terkalibrasi dan memiki tingkat kepresisian

0,01 mm (10−5m). Bentuk mikrometer sekrup terlihat seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar (3.17).

Page 27: BAB III METODE PERANCANGANeprints.umm.ac.id/41532/4/BAB III.pdf · 2018. 12. 6. · serta batasan-batasan penting dalam perancangan alat percobaan getaran paksa. Dari kriteria tersebut

53

(Sumber: https://bagiinfo.com/cara-membaca-mikrometer-sekrup/)

Gambar 3.17 Mikrometer Sekrup