ALAT PENDETEKSI KEKUATAN BENANG DENGAN SISTEM DIGITAL Bagus Fatkhurrozi Fokultus Teknik Jurusor: Elektru lJniversitas Tidor Mogelang
ABSTRACT Detecttr o.f yurn ,\!t en?th u.\e.\ digital lechn,tlrtgt'.!)'.\:idlr, with .fbur seven se.?men; rlisytlay. The ,en:sor is ullrusonic ('e:.tr()r L'onsi\t (U trdnsmitter and "eceiyer rltut dttec't rht str,,ngtl: of .\ur4 ,r,hi!e pulled h.,,,nechtntt'unril brt:ken. Th'.; t"'n.sor huv'-' .fi,tt,!tort lo !r.i;rsnti! ('n,l rc-'cir',' ,,17yr15rtr ic, t, ttvc i;:./rtre prtx'e.s.si't? in !he t-'ittuit. T-he kint! rl'.v'urn t!ru| .\eu;;t!retl i.s poliester. ru),/)n c;;tl:;it't thut it' h,n'e ilr,'dillerant stttnclor! :.treng!tt. d{') }r'l)rr,lj ; dcIectrr. ,tIIru.srtnit cen\'/)r, vorn :::ren:1th
A. PE\DATIULUAN P.rcla irrdustri tekstil. hen:lng rncnlpakan bah:n utan:3 \alrg rri€;llFun\'oi peran palint llenting dan vang paling rnenentukan untrr!: menghasilkan suatu produksi kair: I'rng berntt,tu cjan berkualrtas. Mutu Jrrr kualitas tersebut sangat mencntuKalr i..elitng>urrgan industr i tekstil iersebut. Bantak pabrik tekstil menqgunakan bahan baku bcrupa benang Cengan Lualitas 1'ang baik. Pernrasalahan akan timbul apabila terdapat banyak pilihan bertang dari beberapa prcC'rsen sehingga memerlukan suatrr alat yang dapat
r,rcrrcriiukan kualitas clari sLratu jcnis benang. Di latlr belakangi dari permasalahan tersebut di atas maka dibuatllh suatu alat untuk menguji kualitas benang, dalam hal ini kekuatan benang. Alat ini dibuat dengan menggtrnakan t.knologi sisten' digital. Dengan adanya alat tersebut diharapkan pabrik tekstil dapat menyel:ksi benang-benang yang akan d iproduksi.
67
l'ol. 22, No.
l, l5 illurct
200(5
l'l'uhun ke l2) : 67-79
B. PEMBAHASAN Diagram blok dari rangkaian alat pengukur benang dapat dilihat garnbar I berikut :
RECEIVER
TRANSMITER
OSCILATOR
dari
ATJAiTIF.
COl.iN
fr-R
i
L (iarrrblr
I
.
I)il:gra'1 hl,rk rurrlkai;rrr
Pada saat benanq putus maka rartgl.aiiin akan dil, lgge'r sehi'tgca oscilatoi
pengirirn bekerja nrernbangkitkan fl'ekuerrsi scsuai clengan krista! )ang digrrnlkarr. Kenrudian fiekrrensi terseblt akan diur:rpan ke tiarrduser p':neirim rr ggi, rncnghasi lkan ge kut ba rr g u I trason ic. (relornbang ultrasonic iang clikiri::r kenrudiarr akan ditcrinir oleh rcc'eivc:. Drkarerrakan sinyal yang diterinra masih lemah maka sinval tersebut akarr dikuatkan oleh rangkaian adripter. Setelah sinyal cukup kuat maka sinyal diunrpankan ke rangkaian oscilulor ."-ang akan mengemudikan rangkaian
sch
r
-r):titltr lang dihubungkan dcngan seten segDrurl untuk ntenarnpilkan nilai dari 'r'cirrl.rtan bcnang l ang akan diulur.
i
Rarrskaian
(
)sc'ilutor Pengirirn
R.ng,kaian tncilutor pengirim berl-ungsi untuk merrtbanqkitkan trekuensi pcngirrm sinlal dari tranduser lang frekuensi resonansinya dikontrol oleh sebuah kristal dengan frekuensi te,tentu. Rangkaian oscilqlor pengirim ini
!
,'llut l'cndeteksi Kekuututt l]encng Dengan sisrem Digital (B.tgtrs Farkhurrozi)
terdiri dari sebuah kristal pembangkit frekuensi, sebuah gerbang inverter, dua
buah kapasitor dan dua buah resistor. Gambar dari rengkaian osc ilqt or pengirim dapat dilihat pada gambar 2 :
IL-- __cristat I rr_,
I
33^F i aa rrlr tTHz ,j F_ -J
I
I
i_____l l
33 pF
_t_ I
Gambar
l.
2. Rangkaian oscilcttor
pengirirn
().sc'iltttttr ('ou;itar
Rangkaian oscilator counter ini berfungsi untuk mengaktifka n clock counter. Rangkaian ini cibangun dari sebuah gerbang schmifi NnNo. IC yang digunakan br:rtipe 4093 yang merupakan IC Mos. Gambar 3 menunjulkan rangkaian oscilutor counter :
69
l, l5 lvlurer l0Lt6 tTuhun ke l2) . 67-79
1"o1.22. No.
(iainbar
3. Rangkaian
-
t
--)
t'sc'ilulor c/tttltler
.f4 nrs tlarr ill sedarrrlkan tegalsan sebc:.ar i.l
t).s<'ilttror L'otnier vang dilt:nakan irri nlelnptln\ ai per;ode tiekuen-si sciresar 306.i5 llz..lika dikctaht'i R - l0K dan ('= 0.I t,/n,, = 5
rttlr dan V1. drn V1- tnasing-rnrsing lnelllpun\ai
\olr. dan l.S voit. l'erhitupsa'r..lari ocriode herikut :
,
t)
' --= u,r;'
"\'J '* (v t \(!'Dt, -L'', , ,\ I
l o^ l or.o-l
l'3) .io u Ln(l'lx5 (l.Rx5 - 3.1)
f = 806.45 Hz r =L =- I 806.45 J
?'
=
1.24 ms
70
(l')
c!an tiektrerrsi
I
(f) adalah
'cbagai
(Bugus f'utkhurrozi) Alut Pendett-'lcsi Kekttutun llenang Dengun Silrem Digital
untuk Untuk nilai resistor diberikan suatu resistor variabel yang berfungsi menentukan frekuensinya atau sebagai :;etting'
3
Rangkaian AtlaP:er
Citerima Rangkaian adapter ini berfungsi untuk menguatkan sinYal Yang rangkaian dari cleh receiver agar dapat diumpankan ke oscilalor. Ganrbar utlupter ini dapat dilihat pada gambar 4' Vcc 'i
I
I l
'cl I
Rbl
'i
i?c1
I
ke penguat 2 ln (Tr:ndu3€r Rx)
c3
CB
Garnbar
4.
Rangkaian adapter per-ama
['erh iturrgan rangkaian adaptcr pertal'll2 a.ialah sebagai berikut
=
(Ql) Flr., (Ql)
hlr. I"
t
9 rr-rlt
= 180 - 100 = 100 pA
:
L'o\. 22, No.
l,
l5
tluret 2006 lT'uhun ke l 2) : 67-79
: 6 volt :4mA
V..l lc:
Dari data di atas maka besarnya masing-rnasing ttilai resistor sebagat berikut
R.r R"r Vn: Vr. Rl
- V6"2/1.1 : 06ll00pA=6K:5K6C) : V..-Vt":-V..r = 9-0.6-6:2.4volt = Vr.:/1.:
\'.,.' \'.. r ',/,', "'i,
=' u.) .. V
:
--'I/4mA-600=:60o
.:2
c
0,j ... 9 = 4.5 volt - V..: -V;r: - -1.5 l.J-l.Ir.lt
iJrrttrk ntcltJiiii nilai roJ dilrrkukan dcilqan lnenggunrkat, iyarat ssbagai bclrkrrt: Rt)l - ((ll r Rc) l0) rlbl {( llir) r 560) 1 l0) . I{hl 100u0 O : l0 li o Vt-c r ve Vb
Yir =
0.6
I l.l
ll.3 \'olt
=
iacli rrntuk l,rertcntukan nilai Rbl adalair sebagai bcriktrt
,' Rh) ) vh-l_l\q r Rbl+ RhZ )
r8=f-loK
l*n
\Rbl+loKl
2,8
9 Rbl
_
lOK
Rbl+l0K
:
32 K
- l0 K:22 KO t2
:
Alat [)endetek.;i Kehrututr Benung Dengun
*1T.'1^" DenKut
Si.ytem
Digitut (Bugu,s F.atkhurro:t1
untuk penguaran sinyar dan tranduser receiver adarah
sebagai
:
ATo", i
I
sl
I
_-L
f *.,*, Y"' L_r
I
I
_1
Rp= Rpi. ilR
Garnhar 5. lianqkaiiin hybrid
I)arr g:rrnbar 5 cli lttas ,lapar cliarrrlisa sccara teoritis seh'agai berikut Pc;rguatan isgAnqan
..11
,
.ll'=
I
=
/\\
itut l,'in
-
Ibut I ina. I'inl I,'in l,'inl Vin
I'inl Karena l. makzI ntntus penguati,rl L,in , I'ottt I'in? .llr=-'' -I'in2 I'inl
.lr' = -lJ4i-, /.,'r(R,''tf/,,., ) I
"..r[1....
I o,.ut!,,.,
,)
tegangan meniadi
:
I'o1 22. No. l. !-j .lluret )U06 lTahun ke
Av=
I
r.xH r"r,rR.: I
.
lr' =
ll
6a-79
H,,,,)
-!
I
-
orxH r,,rJr(R, I
l2)
o,xH
--
[
,,..
0,xH,,.,
100x550 180x(5K6x2K7)
2K7
At, =20.07
2K7
x l2l1..1 = 25 12.98
-
Jatli pen:tuatann\a sebesar 26 l3 kali.
pcng,ralan keselttrttl.a,, ticlak lebilr dari )'ang di.,eriuian atau rlt{'tlletli.ihi lpgika I (ri'rggi1 1l;1'1 1p1111 rt:endap'ltkln p( neril- aar, Yang baik makir sirryi.l irrpui val-lg tclah clikuatkdn ,)lch basiair p'Jrtarr dikuatkarr lagi oleh
\gar
pclrrrillrt bagi,iP
kiiju. :
:
Vcc
i I
!l 'I
Rb3
-:
(c-t
(-F
' I
\
'-I i\
--t'-.
L
t..1
L\i t
Our
l I
I
!
C6
I
t
Rb3
'R5 i i
1
I
I
Gamb:r
6.
Rangkaian adapter kedua 74
\ l^,
Alat Pendeteksi Kekuatan Bcnang Dengan Sistem Digital (Bagu.s Fatkhurrozi)
Untuk rangkaian adapter pada baglan kedua sama dengan yang pertama, ;edangkan perhitungannya disesLraikan dengan parameter yang digunakan (Rcl liganti dengan Rc3 dan seterusnya).
t-?
A
I
a'
I I
i
I
L
-l 'r l--i-l 5"' (r) '-l-i I l r 5*0. a
[---T--- i
Itt 5^u i*,(i)
an.s 5"," YHrelb-\
a
i
Hfcib
lri lli
i*u
i
L=_--I I
-----J
Garnbar
7. itangkrian hybrici kedua
Dari garnbar di atas n,tul ocnclrratan tegangannya sebagai berikut
r-f t
'B= ,,'t,
t:t
:
R6
R5+R6+RI
rVo
560
p=
560+560+lK5 :0,125 P
Avl-l=-
"p
Auf =
0,125
.,
= 4.65
7-i
:
l
out
Iitl.
22, No.
l.
I
5
lluret 2006 (Tuhun ke I 2) . 67-79
Jadi penguatan keseluruhan adalah penguatan pertama dikalikan penguatan kedt a
Avt: Avl x Av2 r\vt
:
4.
Counler
2513 x 4,6:
:
I 1685,i kali
Counter atau pencacah adalah pencacah naik. dalam hal ini mencacah 0 sampai 9. Untuk nremininralkan jumlah komponen nraka .liqunakan IC 7+C926. Output IC ini digurtakan untuk mendriver tnnsistor .ialam nrenghrdupkan sevcn seqment. Karakicristik dari iC ini mempunv;ii surrrbcr tegangan antara 3 vttlt cal;tpai derrgati fi vn!1. Carnbar datr rangkaisn counter hesoia dis'rlalrry'a rd.rhh sebag,ri trerik'rt : bitangarr desimal
lnl
___l
I I
I
,l
I
I
I
I I I I
I
I
I I I
Hrr '.
I
BCD -i't;-
I I
I
I I
_L__ I
.-]\
{1, *d l€ Nf-) l\
1 ll :i:r-r
Gambar
ll
8. Rangkaian Counter
l\
l-r-
)
I I I
I
I I I I
II
,'
_ _,1
I
I
I
I: I
Alui Pendetelcsi Kekuutan Benang Dengun sistem Digital (Bagu.: Fatkhttrrozi)
5.
Hasil pengukuran
ini untuk mengetahui ketelitian arat daram mengukur kekuatan benang yang hasilnya akan dibandingkan dengan hasil pengukuran secara analog, yaitu .lengar menggunakan alal GorEa (Single Yourn Tester) yang sudah tersedia di pasaran. Pengrrkumn dilakukan denga' cara benang yang akan diukur diletakkan pada pengait dengan keteganqan normar an pada jaiak20 cm. Benang ditarik secara manuar hingga putus. Setelah itu muncul nilai pada seven segment. Data kalibrasi dari alat pengukur dapat dilil,at pada tabel-hLel berikut : Tujuan dari pengukuran
"iabel
l'Jo.
--l.,
-i.
l.
Dara lialibre"i aia,,.untuk benang polyester
Pengukurlrr
Pcngukuran
Peiiy impangar,
Analcg (mN)
Digital(rnN) j,36
(%)
"17
5,18
0.lu
-s.3 E
5,3 8
0
5.,10
5.42
5,36
5
0
i.
5.i
7
5.1 8
0.20 0. r0
6.
5.3 8
5.3 8
0
-fabel
No. I
) ). 4.
:
2. Data kalibrasi
Pcngukuran
Anaios (rnN)
alat urrtuk benang ra.von
Pengukuran
Disital("Dil_
8.5.r
8.51 8.s5 8.62 8.87 8.59
8.5 5
8.62 3.89 3.,i9
s.:i
8._i-t
77
Penyirnpangan
(%) 0 0 U
0.10 0 0. r0
L'o\.22. No.
Tabel
.r\u' 1. z. 3. 4. -). 6
3.
l. l5 lvlaret 2006 lTuhun ke l2) : 67-/9
Data kalibrasi alat untuk benarrg siel
Pengukuran Pengukuran 4n"!qg1rN) Digital(mNt 9.63 9.62 9.75 9.75
PenyimDangan
(%\ 0, r0
0 0,20
0.20
9,85
9,83 e,8tt q.85
q.56
9.59
0,10
9.81
9.86
0
t)ar, daia hasil pengukuran cii ata:. maka tiapai dililrat o"hwa hasil 2 alal nlcmpurtyai ;rerbcdran -'J'.19 SanBat
pcng.rktrran rletrg:ln ntenggurraka;r
'
i.ccil st'kali sciringra dapat dikatakan bahr',a alat ukur tlengan sistern digital lnlirk digu;ral'ait scbltsai alat uk.rr kekuatail bcl:ang. I)ap.rt jlrga tlilihtrt 1','1lrra fata-ratl ket'uata;r i)enen:: dari l e"rtant pi-'rcobaan trnruk henan!l pr)llestci' dertgan nrcltgllunak::n tttcsir, ('O iF,(' aclalah 5.-r8 rnl.i, runtuk bcnang rayon lt.6 I nrl.l dun'rntuk heirang sret 9.74 trrN. Sedangkan ratarata kekuata'' benanS dengan ntenssun;rkan alat uktr: digital untuk betrang polyestcr 5.36 rnN. ,tnlsli [enar]s ravon 8.63 nrN. cian ur:tull benang siet 9,75 ttrN.
Kesalalian rclatrl tlari pengltrkuran dengan mertggunlkan alat trkur CO-f ED c1an alat uxur digital adalah :
.\'ilui illesin G()'l E(' - '\;ilui ,llut ('kur Dig:tul.r-100% .\
C.
i/rri
-l1e
sin.G ( )TE(:
SIMPULAN Dari pembahasan di atas dapat ditarik simp-rlan
l. Alat ukur ini 2. 3.
:
memanthatkan sensor gelombang ultrasonik sebagai
tranduser . Antara trunsmitter dan receiyer tidak boleh terhalans oleh sesuatu ; Untuk mengukur jenis benang yang berbeda, alat ukur harus diset terlebih dahulu ;
i8
llttt l'cnlelek:i
KcktrtttLut llt'rrurrg l)t,ttvttrt,\istcm l)i.gitul (IJ,ryu.s
-1. Alat ukur ini mampu ntengitkur kekuatan
l-otkhurrtri)
benang dengan lebih praktis clan
teliti serta hasilnl'a dapat lanesuns ditampilkan
secara digital.
DAFTAR PTISTAKA
r\rnol, Van Robert. 1997, I:,!cttrrnt;liu t;'ttttk l)endiutkun. jilii I,
Pradrrra
Paranritt. Jakartlt N'lalvirro. Aloert Paul.
l9tl). [:!rktror,;ktt !,o,tti,utt'r
Digtt,rl . edisi
.lakar;a. Sri r'astava.
l)tt
7'e'n rk I
tt.\ t t' u tt
t(,t/r.'.si. l:i-lirrtgga. Jrkai ia
79
:.
Ilrla'ruga.
