Rancang Bangun Alat Ukur Berat Menggunakan Load Cell kapasitas 300 kg
Pelaksana : Bagus Candra Kusuma. Muhamad Mahdir Syah.
( 6307030013 ) ( 6307030030 )
1.1 Latar Belakang Selama ini penggunaan crane di industri pada umumnya hanya difungsikan sekedar mengangkat dan memindahkan muatan. Sehingga tidak bisa mengetahui secara pasti berat dari muatan yang diangkat crane tersebut. Maka dalam penelitian ini dibuat suatu alat ukur menggunakan load cell kapasitas 300 kg, yang nantinya dipasang pada crane dengan bantuan wire rope sebagai perantara gaya-gaya yang bekerja. Pada kontruksi alat ini terjadi modifikasi agar beban yang diangkat diharapkan mampu mengangkat dua kali lipat dari kemampuan load cell sesuai perhitungan.
1.2 Perumusan Masalah Bagaimana cara memilih pondasi agar bisa menahan beban yang telah direncanakan? Perhitungan sudut antara pulley pasif dan aktif untuk meningkatkan kapasitas beban yang diangkat? Bagaimana cara mengkonversikan dari suatu tegangan tarik wire rope pada load cell hingga dapat dibaca oleh weighing indicator? 1.3. Batasan Masalah
Menggunakan load cell Digunakan untuk menguji wire rope yang berdiameter 14 mm Beban muatan direncanakan maksimal 633,2 kg Menggunakan weighing indicator Untuk beban 10 kg ke bawah akan sulit terdeteksi oleh weighing indicator. Beban yang dapat terbaca hanya kelipatan 10 kg
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat, menguji dan menganalisa alat ukur berat menggunakan load cell, sehingga benar-benar alat ini dapat digunakan untuk pengukuran beban dengan akurat dan dapat mempermudah proses pekerjaan di industri.
1.5 Manfaat Dari hasil penelitian ini maka dapat dimanfaatkan oleh banyak pihak yang berkepentingan dalam hal pengukuran berat beban. Manfaat-manfaat yang dapat diperoleh antara lain :
Dapat mempermudah dalam pengukuran beban yang nantinya akan dibuat pada pembebanan proses pada inclining test Mampu mengukur suatu tegangan melalui wire rope Dapat diaplikasikan dalam dunia industri khususnya dunia perkapalan Mampu menciptakan teknologi tepat guna yang bermanfaat dan bisa di terima masyarakat
2.1
• • • •
Sistem pengukuran sensor beban Mengukur merupakan pembandingan parameter pada obyek yang diukur terhadap besaran yang telah distandarkan, sedangkan pengukuran merupakan suatu usaha untuk mendapatkan informasi deskriptif-kuantitatif dari variabelvariabel fisika dan kimia suatu zat atau benda yang diukur, misalnya panjang 1 m atau massa 1 kg dan sebagainya. Secara umum sistem pengukuran dapat dibagi menjadi empat tahap, yaitu : Tahap pembebanan Tahap detektor - transduser Tahap intermediat, pengkondisian sinyal Tahap pembacaan
4.1 Perhitungan penentuan besar sudut Menetukan dimensi pondasi : Tall = D in + T tiang = 12 mm + 126 mm = 138 mm Tinggi pulley aktif bagian bawah dari pondasi = 105 mm Tinggi pulley pasif bagian bawah dari pondasi = 138 mm Menentukan perbedaan tinggi sling antar pulley : H = tinggi pulley pasif – tinggi pulley aktif H = (138 mm+14 mm) – (105 mm-14 mm) H = 61 mm
Gambar alat secara vertikal Tan : part 1
: Tan : part 2
:
= H/ x = 61 mm/ 242,11 mm = 0,252 = 14,140 = H/ x = 61 mm/ 180,327 mm = 0,338 = 18,690
sehingga tiap beban dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : Fx = sin : x F keterangan : Fx = Gaya yang bekerja pada sumbu x ( N ) sin : = Sudut yang membentuk pada sumbu x F = Beban yang direncanakan ( N )
Diketahui : Fx = Gaya yang bekerja pada sumbu x ( N ) konversi 1 kg = 9,086 N ( dalam satuan SI ) = 2941,8 N ( kapasitas load cell sebesar 300 kg ) sin : = Sudut yang membentuk pada sumbu x : = 2 x 14,140 = 28,280 Ditanya : F = Beban yang direncanakan ( N ) sehingga tiap beban dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : Fx = sin : x F F = Fx/ sin : = 2941,8 N / sin28,280 = 6209,2 N = 633,2 kg
Diketahui : Fx = Gaya yang bekerja pada sumbu x ( N ) konversi 1 kg = 9,086 N ( dalam satuan SI ) = 2941,8 N ( kapasitas load cell sebesar 300 kg ) sin : = Sudut yang membentuk pada sumbu x : = 2 x 18,690 = 37,380 Ditanya : F = Beban yang direncanakan ( N ) sehingga tiap beban dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : Fx = sin : x F F = Fx/ sin : = 2941,8 N / sin 37,380 = 4845,67 N = 494,154 kg
4.2
Penentuan diameter kawat seling (wire rope) Berdasarkan tabel di bawah berikut, maka : Diameter tali baja = 14 mm Panjang tali baja =2m Kapasitas beban maksimal = 3000 kg
5.1
Proses Perancangan Setelah proses perancangan selesai, akan dilakukan perakitan sesuai dengan desain alat yang telah dibuat. Untuk lebih jelasnya di bawah ini adalah desain alat yang akan dibuat.
Gambar 5.1 desain alat
5.2 Proses Fabrikasi Pada proses fabrikasi ini pengerjaan alat dibagi menjadi tiga bagian desain utama yakni : 1. Pembuatan kontruksi
2. Peletakan load cell
3. Pembuatan alat pembaca load cell akibat suatu beban
5.2.1 Bahan yang digunakan Load cell Plat baja ST 40 Kabel listrik Sling (wire rope) Adaptor CT Amplifier Baterai 9 volt Weighing indicator Cat warna Solasi Komponen-komponen elektro
6.1 Rancang Metode Pada pelaksanaannya rancangan metode dibuat setelah dilakukan observasi terhadap alat ukur berat sebelumnya. Melalui observasi tersebut terjadi suatu perubahan pada system kerja alat. Sehingga dari perubahan itu kemudian dimodifikasi dan disesuaikan dengan komponen baru yang akan dirancang. 6.2 Proses Pengujian 1. Pengujian pada crane 2. Pengujian pada tensile test
6.3 Hasil Percobaan 1. Pengujian pada crane (Membandingkan dengan load cell lain) Kapasitas load cell 1 = 35 ton Kapasitas load cell 2 = 300 kg Berat alat = 20.3 kg Percobaan 1 (Berat alat diabaikan) Display No
Beban (Kg) Load cell 1
Load cell 2
1
10
1
1
2
20
2
2
3
30
3
3
4
50
5
5
5
100
10
10
6
140
14
14
7
170
17
17
8
200
20
20
9
250
25
25
10
270
27
27
Percobaan 2 (Berat alat dihitung) Display No
Beban (Kg) Load cell 1
Load cell 2
1
10
3
1
2
20
4
2
3
30
5
3
4
50
7
5
5
100
12
10
6
140
16
14
7
170
19
17
8
200
22
20
9
250
27
25
10
270
29
27
2. Pengujian pada tensile test Kapasitas tensile test = Kapasitas load cell =
600 KN 300 kg Display
No
Beban (Kg) Tensile test
Load cell 2
1
30
3
3
2
40
4
4
3
70
7
7
4
150
15
15
5
200
20
20
6
330
33
33
7
360
36
36
8
510
51
51
9
580
58
58
10
670
67
67
Catatan : Pergerakkan meja uji tarik mulai terlihat dari 0.1 mm ketika bebannya di atas 360 kg
7.1 Kesimpulan Berdasarkan tujuan yang hendak dicapai untuk merancang suatu konstruksi yang dapat meningkatkan kapasitas beban yang terdapat pada load cell maka didapatkan beberapa kesimpulan tentang alat tersebut antara lain : 1. Dengan dibuatnya sebuah modifikasi pada konstruksi load cell ini mampu mengangkat beban melebihi kapasitas yang dimilikinya yakni 300 Kg menjadi sebesar 670 Kg. meskipun terjadi peningkatan beban pada load cell hasilnya tidak sesuai dengan apa yang diharapkan yakni 633,2 Kg. hal ini di karenakan adanya kurang sempurna dalam memodifikasi konstruksi. 2. Load cell mempunyai tingkat sensitifitas yang cukup tinggi sehingga pada saat proses pengujian apabila terdapat penggunaan arus lain akan mempengaruhi besar ukuran yang ditampilkan pada display. 3. Display mempunyai keterbatasan dalam membaca suatu beban tertentu karena memiliki range sebesar 10 Kg, Sehingga pada beban yang tidak berkelipatan 10 Kg hasilnya akan tetap dibulatkan. 4. Pengukuran besar perubahan yang terjadi pada load cell tidaak bisa terlihat karena bersifat mikron.
7.2 Saran Didalam proses perancangan dan pembuatan alat, ada beberapa hal yang muncul selama proses fabrikasi. Untuk itu diperlukan saran–saran yang diperlukan bagi pengembangan alat ini agar alat menjadi lebih sempurna. Saran–saran tersebut diantaranya : 1. Perlu adanya kondisi yang tidak terpengaruh oleh hal-hal yang mengakibatkan ketidak sempurnaan kerja pada load cell. Misalnya pengaruh arus listrik yang mensuply display load cell tidak boleh ada gangguan arus berupa penggunaan arus dari 1 sumber karena hasil yang muncul pada display, sehingga dianjurkan untuk menggunakan arus DC pada saat pengujian dapat mengunakan baterai atau sumber arus DC lainnya. 2. Untuk beban 1 sampai 10 kg tidak bisa terbaca dikarenakan keterbatasan dalam pencarian display panel control/weighing indicator yang mempunyai tingkat range pembebanan yang berbeda-beda hal ini mengakibatkan ketidak akuratan karena perbandingan beban yang akan diuji sangatlah besar.
Bulan
NO
Kegiatan
1 1
Pengumpulan data material
2
Studi litelatur
3 Persiapan alat dan bahan 4
Penandaan
5
Pemotongan
6
Pembentukan
7 Perakitan sistem mekanik 8 Perakitan sistem komponen 9
Analisa
10
Pembuatan laporan
Februari
Maret
April
Mei
Minggu ke-
Minggu ke-
Minggu ke-
Minggu ke-
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Load Cell
Pulley Pasif
Pulley Aktif
Stopper
Wire Rope
Rem Sling
Pengkait
Display
Alat setelah dirakit
