BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1
Metode pengumpulan Data Secara garis besar metodelogi penelitian yang dilakukan seperti digambarkan pada flowchart dibawah ini :
MULAI
IDENTIFIKASI MASALAH
PEMBAHASAN DAN PEMBATASAN MASALAH STUDI LETERATUR
TIDAK SUDAH CUKUP YA PERANCANGAN ALAT
a
18
a YA PEMILIHAN KOMPONEN
PEMBUATAN ALAT
PENGUJIAN ALAT
TIDAK DATA PENGUJIAN CUKUP
YA BUAT LAPORAN PENULISAN
SELESAI
Gambar 3.1 Flowchart metodelogi penelitian
Proses pembuatan skripsi Perancangan Monitoring Ketinngian Bahan Bakar Pada Tangki Genset ini melalui beberapa metode yang dilakukan antara lain :
Langkah pertama yang dilakukan adalah dengan melaksanakan identifikasi terhadap masalah yang ada, yaitu bagaimana seorang operator jteknik genset dapat secara detail mengetahui berapa liter bahan bakar yang tersedian pada tangki genset Langkah kedua yaitu melakukan pembatasan masalah pada lingkup perancangan dan pemasangan sensor tangki bahan bakar,
19
Langkah ketiga adalah dengan melakukan studi literature, dalam hal ini literature yang digunakan tidak hanya diambil dari perpustakaan saja, tetapi juga melalui pencarian informasi melalui internet dan studi lapangan. Langkah keempat melakukan perancangan alat sensor, lagkah kelima melakukan pemilihan komponen elektronika yang dipakai dalam pembuatan sesor alarm bahan bakar. Langkah keenam melakukan pembuatan alat sensor bahan bakar, pemasangan pada alat peraga dan pada langkah ketujuh melakukan pengujian alat apakah berfungsi dengan baik. Langkah terakhir adalah membuat laporan, dimana keseluruhan tahapan metode penelitian yang telah dilaksanakan, menyusun penulisan laporan dan menarik beberapa kesimpulan dari hasil penelitian yang dilakukan.
Adapaun waktu dan tempat dilakukannya penelitian, pembuatan dan pengujian alat ini yaitu pada :
Tanggal
:
1 Agustus - 31 September 2012
Waktu
:
Pukul 12:00 – 13:00 ( jam istirahat )
Lokasi
:
Pemancar Indosat Site Pengadegan Selatan
Alamat
:
Jl Raya Pengadegan Selatan No. 1, Kalibata Jakarta Selatan
Adapun komponen yang digunakan dalam pembuatan alat monitoring tangki genset ini antara lain sbb:
1. Adaptor DC 6 Volt 1200 mA 1 buah 2. LDR ( Light Depending Resistor ) 3 buah 3. Variable Resistor VR 10 KΩ 3 buah 4. Transistor Philips 2N2222A 3 buah 5. Resistor 220 Ω 3 buah 6. Resistor 300 Ω 3 buah 7. LED warna merah 1 buah
20
8. LED warna kuning 1 buah 9. LED warna hijau 1 buah 10. LED Bright warna putih 3 buah 11. Dioda IN4002 3 buah 12. Relay DC 6 volt 3 buah 13. Papan PCB 3 buah 14. Kabel jumper 15. Konektor power supply dan output sensor 1 set 16. Kertas karton sebagai pembungkus sensor 3 lembar 17. Double tape sebagai perekat
Perhitungan komponen yang digunakan dalam pembuatan alat ini antara lain sbb :
Pada sistem power supply digunakan tegangan AC PLN 220 volt dengan frekuensi 50 Hz, tegangan AC yang didapat dari PLN akan di konversi menjadi tegangan DC 6 Volt untuk kemudian dikoneksikan ke rangkaian sebagai penyuplai tegangan.
dalam rangkaian ini, LED yang dipakai memiliki spesifikasi sbb:
LED Warna Hijau = 1,5 Volt LED Warna Kuning = 1,5 Volt LED Warna Merah = 1,5 Volt LED Warna Putih = 3 Volt Arus LED Hijau, Kuning, Merah, Putih = maksimal 20 mA
Dengan rumus diatas maka dapat ditentukan nilai resistor 1 dan 2 yang akan dipasang, yaitu LED Warna Hijau, Kuning, Merah : R = (6 Volt – 1,5 Volt ) / 20 mA R = 225 Ohm
21
Pada rangkaian resistor yang digunakan adalah 220 Ohm
LED Warna Putih : R = (6 Volt – 3 Volt ) / 20 mA R = 150 Ohm
Pada rangkaian resistor yang digunakan adalah 300 Ohm agar LED lebih tahan lama, sehingga arus yang mengalir di LED warna putih hanya sebesar 10 mA.
dalam hal memperpanjang umur LED, maka tahanan untuk LED warna Putih dipakai 300 Ohm, sehingga perhitungan arus nya menjadi lebih kecil dan akan memperpanjang umur LED warna putih, seperti perhitungan dibawah ini :
I
=(V-Vs)/R
I
= (6-3)/300
I
= 0.01 A
I
= 10 mA
Penulis juga menggunakan tahanan geser yang berfungsi sebagai pengatur kepekaan LDR dan mengatur besarnya arus yang mengalir ke kaki basis pada transistor Philips 2N2222 A yang digunakan
Tahanan Geser saat maksimal
= 10 kilo Ohm
Tahanan Geser saat minimal
= 3.5 kilo Ohm
Transistor yang digunakan dalam rangkaian adalah Philips 2N222A yang digunakan sebagai saklar elektronik, untuk memaksimalakan kerja transisitor maka VR harus diset sebesar 5.3 kOhm denganperhitungan sbb :
HFE = 100
22
Arus beban di kaki kolektor (Ic) = 100 mA ( beban saat menggerakan kontaktor relay )
Ib = 100 mA / 100 Ib = 1 mA
Maka nilai tahanan yang terkoneksi ke kak basis adalah : R= ( 6 Volt – 0,7 ) /1 mA R= 5300 Ohm ( nilai resistansi optimal transistor )
Penulis menggunakan Relay sebagai koneksi antara sensor alarm bahan bakar dengan sistem seluler, dengan spesifikasi sbb :
Tegangan 6 Volt / 100 mA, sesuai beban di kaki kolektor dari transistor
Penulis menggunakan Dioda IN4002 Motorolla 1 Ampere sebagai pengaman transistor dari kick-back voltage dari relay.
3.2
Perancangan Alat
Alat pengontrol ketinggian bahan bakar dirancang sesuai gambar rangkaian dibawah ini :
Gambar 3.2 Gambar rangkaian sensor
23
Analisa rangkaian : Rangkaian terhubung dengan power supply 6 volt, apabila LDR dalam kondisi tidak terpapar sinar, nilai tahanan LDR akan menjadi tak terhingga sehingga arus tidak dapat mengalir, namun jika LDR terpapar sinar, nilai tahanan di LDR akan turun menjadi 4 kilo Ohm sehingga arus bisa mengalir melewati LDR, besarnya arus yang mengalir di LDR seperti perhitungan dibawah ini ;
Arus LDR = 6 Volt / 4000 Ohm = 1,5 mA Penggunaan LDR dengan spesifikasi sbb :
Tahanan LDR saat cahaya terang
= 4 kilo Ohm
Tahanan LDR saat cahaya Gelap
= ~ Ohm
Arus akan mengalir ke VR, nilai VR harus disetting agar sesuai dengan Arus yang bisa masuk ke kaki Basis dari Transistor 2N2222A, besarnya arus agar bisa mengaktifkan fungsi transistor seperti perhitungan dibawah ini : . HFE = 100 Beban = 100 mA ( beban relay )
Sehingga : Ib = 100mA / 100 = 1 mA
dengan tegangan 6 Volt, maka tahanan yang dibutuhkan agar Ib bisa tercapai 1 mA sesuai perhitungan dibawah ini :
24
Rtotal = ( 6 – 0,7 ) / 1 mA = 5300 Ohm
Rtotal = VR + LDR 5300 = VR + 4000 VR
= 5300 – 4000
VR
= 1300 Ohm
Sehingga VR harus di setting sebesar 1300 Ohm agar transistor dapat bekerja sebagai saklar.
Jika VR sudah disetting 1300 Ohm, maka arus akan masuk ke transistor melewati kaki Basis sehingga transistor menggerakan arus dari kaki kolektor ke Emitor, saat arus masuk dari Kolektor ke Emitor, maka akan menyalakan lampu LED indikator dan menggerakan relay output.
Tabel 3.3 Spesifikasi LED di sensor
No.
Warna LED
Tegangan LED
1.
Hijau
1,5 Volt
2.
Kuning
1,5 Volt
3.
Merah
1,5 volt
4.
Putih
3 volt
Arus LED
20 mA
10 Ma
25
Dengan rumus diatas maka dapat ditentukan nilai arus yang mengalir di LED yaitu dengan perhitungan sbb :
LED Warna Hijau, Kuning, Merah : I = (6 Volt – 1,5 Volt ) / 220 I= 20 mA
Pada rangkaian resistor yang digunakan adalah 220 Ohm LED Warna Putih ( Super Bright ) I = (6 Volt – 3 Volt ) / 300 I= 10 mA
Pada rangkaian resistor yang digunakan adalah 300 Ohm Output kontak dari relay ini yang dimanfaatkan unutk koneksi ke panel alarm yang dipakai. Output relay bisa diset menjadi Open Loop maupun Close Loop.
Penggunaaan Dioda IN4002 yang diparalel dengan relay berfungsi sebagai pengaman transistor dari tegangan kick-back akibat pemasangan relay sebagai output. Dioda silicon memiliki forward voltage 0,7 volt, jika ada tegangan balik dari relay yang melebihi 0,7 volt maka akan langsung diserap dioda sebelum mengarah ke transistor. Jika tegangan kick-back dibawah 0,7 volt maka tegangan itu tidak akan bisa merusak transistor 2N2222A.
26
3.3
Perakitan Komponen
Pada tahap ini komponen yang sudah dipilih kemudian dipasang di papan PCB sesuai rangkaian yang telah dirancang sebelumnya.
Berikut ukuran papan PCB yang digunakan : Ukuran papan PCB untuk sensor : 6x4 cm Ukuran papan PCB untuk sumber cahaya (LED) : 2x2 cm Setelah komponen dipasang pada papan PCB, maka dilakukan penyolderan, berikut gambar hasil penyolderan komponen :
Gambar 3.4 Hasil penyolderan komponen ( tampak bawah )
Gambar 3.5 Hasil penyolderan komponen ( tampak atas )
27
Setelah tahap penyolderan selesai, maka sensor tersebut ditempatkan pada box karton dengan ukuran sbb :
Ukuran box untuk sensor : 6x4x3 cm Ukuran papan PCB untuk sumber cahaya (LED) : 2x2x2 cm
Berikut gambar box penempatan sensor :
Gambar 3.6 Box penempatan sensor
3.4
Pemasangan Sensor Direplika Tangki Genset
Setelah box telah jadi, maka perangkat sensor dipasang pada replika tangki BBM sesuai gambar dibawah ini :
28
Gambar 3.7 Pemasangan sensor pada replika tangki tampak samping
Gambar 3.8 Pemasangan sensor pada replika tangki tampak depan
29
Pemasangan sensor pertama ( LED warna merah ) :
Ketinggian sensor & LED = 8 cm
Pemasangan sensor kedua ( LED warna kuning ) :
Ketinggian sensor & LED = 14 cm
Pemasangan sensor ketiga ( LED warna hijau ) :
Ketinggian sensor & LED = 22.5 cm
Jarak antara LED dengan sensor LDR 3 cm
Pemasangan power supply berada di sisi kiri dengan ketinggian 11 cm
Pemasangan output berada disisi kanan dengan ketinggian 8 cm
Tangki diberi lubang didepan dengan ketinggian 2 cm dengan diameter 2 cm
Pemasangan bejana berhubungan dengan panjang bejana 24 cm
Bejana berhubungan diberi lubang pada ketinggian 8 cm, 14 cm dan 22,5 cm
30
