O L E H : A R I S Y U D H A S E T I A W A N

D O S E N P E M B I M B I N G : D R . E N G . U N G G U L W A S I W I T O N O , S T . M . E N G . S C .

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PERANCANGAN INTERFACING DAN SOFTWARE PEMBACAAN

DATA MEKANISME UJI KARAKTERISTIK SISTEM KEMUDI

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Bagaimana merancang interfacing untuk pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Bagaimana merancang software untuk pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Tujuan Penelitian

Menghasilkan interfacing untuk pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Menghasilkan software untuk pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Batasan Masalah

Tugas akhir ini hanya membahas perancangan interfacing dan software pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Alat peraga yang akan digunakan berskala 1:2 (pada mobil sebenarnya).

Sudut belok roda maksimum yang diukur yaitu 60°dan minimum - 60°.

Sudut putar steering wheel maksimum yang diukur yaitu 750° dan minimum - 750°.

Rancang bangun alat peraga dilakukan M Reza Pahlevi.

Manfaat Penelitian

Menyediakan peralatan laboratorium.

Menyediakan alat ukur dalam bentuk interfacingdan software untuk pembacaan data mekanisme uji karakteristik sistem kemudi.

Memberikan informasi karakteristik kinerjasteering system rack dan pinion.

Tinjauan Pustaka

Mengukur adalah membandingkan suatu besaran (besaran fisik) dengan besaran standard. Besaran fisik berupa panjang, waktu, kecepatan, massa, gaya, dll. Besaran standard mempunyai syarat dapat didefinisikan secara fisik, jelas dan tidak berubah dengan waktu, serta dapat digunakan sebagai pembanding.

Istilah-istilah Pengukuran

Kemampuan/Kemudahan Baca (Reability)

Kepekaan (Sensitivity)

Histerisis (Hysterisis)

Ketelitian (Accuracy)

Ketepatan (Precision)

Kepasifan (Passivity)

Pergeseran (Shifting,Drift)

Rantai Kalibrasi (Traceability)

Konstruksi Alat Ukur

Sensor

Sensor adalah peraba dari sebuah alat ukur, yaitu yang menghubungkan alat ukur dengan benda ukur.

Pengubah

pengubah berfungsi untuk memperbesar dan memperjelas perbedaan yang kecil dari geometri suatu obyek ukur.

Penunjuk/Pencatat

Penunjuk/pencatat adalah bagian dari alat ukur yang mampu membaca harga dari hasil suatu pengukurandengan cara ditunjukkan atau dicatat.

Arduino

Arduino adalah sebuah microcontroller single-board yang dirancang untuk membuat proses menggunakan elektronik di multidisciplinary proyek agar lebih mudah diakses.

Arduino terdiri dari hardware dan software.

Potensiometer

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser dengan membentuk pembagi tegangan yang dapat disetel.

Jenis-jenis potensiometer diantaranya adalah potensiometer linier, potensiometer logaritmik dan potensiometer digital.

Diagram Alir Penelitian

Ide Rancangan

sensor sudut

Sensor

Steering wheel

Sensor torsi Load Cell

Prinsip Kerja dan RequirementMasing-MasingFungsi

Tampilan Software Arduino

Prinsip Kerja Alat Ukur

Mekanisme interfacing pembacaan data mekanismeuji sistem kemudi ini terdiri dari:

Potensiometer yang berfungsi sebagai pengirim sinyal perubahan posisi pada roda.

Arduino yang berfungsi sebagai penerima sinyal dari potensiometer yang kemudian diolah dan disimpan menjadi besaran angka perubahan sudut roda.

Sistem ini juga dilengkapi sensor-sensor yang digunakan untuk mengetahui perubahan sudutsteer, sudut belok roda, torsi dan beban.

Kalibrasi Aktual

Langkah – langkah kalibrasi secara aktual, yaitu:

Memastikan potensiometer berada pada titik 0°.

Memutar potensiometer 10° searah jarum jam.

Mengukur tegangan keluar yang dihasilkan menggunakan Voltmeter.

Membandingankan tegangan hasil pengukuran dengan perhitungan teoritis.

Langkah Pengambilan Data

1. Memasang mekanisme alat ukur sistem kemudi pada alat uji sistem kemudi tipe rack and pinion.

2. Melakukan kalibrasi pada alat ukur agar data yang dihasilkan akurat.

3. Memastikan alat ukur berada pada angka nol.4. Mengatur besarnya beban yang diinginkan.5. Memutar Steering Wheel pada sudut tertentu yang sudah

ditentukan.6. Mencatat angka-angka yang dihasilkan pada tabel pengambilan

data. Diantaranya yaitu : sudut steering wheel, sudut roda kanan dan kiri yang terbentuk, besarnya torsi dan besarnya beban.

7. Melakukan perubahan posisi rack and pinion dan panjang tie rod.

8. Kembali pada langkah ke-2 untuk pengambilan data pada sudut Steering Wheel selanjutnya hingga selesai.

Perhitungan Resistansi Pada Sensor Torsi

Perhitungan Resistansi Pada Sensor Sudut RodaKanan Kiri

Perhitungan Resistansi Pada Sensor Beban

Perhitungan Resistansi Pada Sensor SudutSteering Wheel

Grafik Kalibrasi Pada Sensor Sudut Roda Kanan

Gambar di atas merupakan grafik perbandingan teganganaktual dan tegangan teoritis pada sensor sudut roda kanan.Tren grafik yang terjadi pada tegangan aktual dan teganganteoritis hampir sama yaitu naik. Akan tetapi pada teganganaktual kenaikan nilai tegangan tidak konstan, haldimungkinkan akibat kesalahan baca alat ukur tegangan.

Grafik Kalibrasi Pada Sensor Sudut Roda Kiri

Gambar di atas merupakan grafik perbandingan tegangan aktual dantegangan teoritis pada sensor sudut roda kiri. Tren grafik yang terjadipada tegangan aktual dan tegangan teoritis hampir sama yaitu naik.Akan tetapi pada tegangan aktual kenaikan nilai tegangan tidakkonstan, hal dimungkinkan akibat kesalahan baca alat ukur tegangan.

Grafik Kalibrasi Pada Sensor Sudut Steering Wheel

Gambar di atas merupakan grafik perbandingan tegangan aktual dan teganganteoritis pada sensor sudut steering wheel. Tren grafik yang terjadi padategangan aktual dan tegangan teoritis hampir sama yaitu naik. Akan tetapipada tegangan aktual grafik yang terbentuk tidak lurus melainkanbergelombang. Hal ini dimungkinkan karena sensor yang dipakaisensitivitasnya tinggi hingga terjadi kesalahan baca.

Grafik Kalibrasi Pada Sensor Beban

Gambar di atas merupakan grafik perbandingan tegangan aktual dantegangan teoritis pada sensor beban. Tren grafik yang terjadi padategangan aktual dan tegangan teoritis hampir sama yaitu naik. Grafikyang terbentuk antara aktual dan tegangan dan teoritis pada sensorbeban hampir satu garis, hal ini menunjukkan bahwa sensor tersebutbagus pada saat pembacaan data.

Grafik Kalibrasi Pada Sensor Torsi

Gambar di atas merupakan grafik perbandingan tegangan aktual dantegangan teoritis pada sensor torsi. Tren grafik yang terjadi padategangan aktual dan tegangan teoritis hampir sama yaitu naik. Akantetapi pada tegangan aktual grafik yang terbentuk terdapatkerenggangan pada saat torsi 230 Nm sampai 290 Nm. Hal inidimungkinkan karena sensor yang dipakai sensitivitasnya tinggi hinggaterjadi kesalahan baca.

Tampilan Software Delphi 7 Pada Saat Simulasi PengambilanData

Kesimpulan

Dari simulasi sensor-sensor yang telah dilakukan dapat diambil beberapakesimpulan sebagai berikut:

1. Pada perancangan interface untuk pembacaan data mekanisme ujikarakteristik sistem kemudi sudah berfungsi dengan baik. Hal ini dapatdilihat dari rangkaian kalibrasi yang menunjukkan bahwa tegangan teoritisdengan tegangan aktual yang terukur hampir sama.

2. Pada perancangangan software untuk pembacaan data mekanisme ujikarakteristik sistem kemudi sudah berfungsi dengan baik. Hal ini dapatdilihat dari hasil simulasi yang menunjukkan bahwa angka yang terbacasudah sesuai dengan batas minimal dan maksimal yang diinginkan.

3. Dengan asumsi menggunakan sensor beban tipe LCM401-750 yang memilikiketelitian 0,73 Kg, sensor torsi tipe CS1120 Reaction Torque Sensor yangmemiliki ketelitian 0,3 Nm, sensor sudut steering wheel menggunakanpotensiometer multy turn yang meiliki ketelitian 4º dan sensor sudut rodakanan & kiri menggunakan potensimeter single turn yang meniliki ketelitian0,3º.

Saran

1. Untuk menyempurnakan perancangan interface dan software yangtelah dirancang diharapkan penelitian selanjutnya untuk membuatmekanisme uji karakteristik sistem kemudi dengan ukuransebenarnya.

2. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat atau lebih teliti makapenelitian selanjutnya dapat memakai jenis sensor yang lebih baikdari yang telah digunakan pada penelitian kali ini.

TERIMA KASIH