MEWUJUDKAN PEMUKUL GONG TERKENDALI
Oleh Richard Johan Noya NIM
: 612007069
Skripsi ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar SARJANA TEKNIK Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga September 2014
i
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan dibawah ini: NAMA
: Richard Johan Noya
NIM
: 612007069
JUDUL SKRIPSI
: MEWUJUDKAN PEMUKUL GONG TERKENDALI
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan di unsur plagiat didalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 19 september 2014
Richard Johan Noya
iii
INTISARI Dalam skripsi ini dibuat pemukul gong terkendali yang dapat mengendalikan kecepatan dan sudut awal sehingga menghasilkan gaya yang tidak berubah – ubah, alat ini dibuat menirukan orang yang sedang memukul gong. Dari hasil pengukuran dan pengujian alat terlihat bahwa untuk sudut 90o kecepatan = 0.70
/ , kecepatan / , kecepatan
= 0.78
dan untuk sudut 30o kecepatan = 0.41
kecepatan o
o
= 0.64 = 0.67 = 0.61
= 0.79
/ , kecepatan
/ , untuk sudut 60o kecepatan
/ , kecepatan / , kecepatan
= 0.53 = 0.49
/ , / ,
/ . Dengan gaya yang dihasilkan oleh alat untuk sudut
o
90 ,60 dan 30 untuk kecepatan cepat 5.18 N, sedang 2.87 N dan lambat 0.1 N. Hasil dari alat berbeda dengan spesifikasi yang telah ditetapkan, hal ini dikarenakan kekuatan manusia dalam memukul gong tidak stabil misalnya saat memukul gong pertama dengan kecepatan (cepat, sedang dan lambat) belum tentu sama dengan saat memukul gong yang kedua bila dibandingkan dengan alat, alat lebih stabil dalam memukul gong.
iv
ABSTRACT This thesis shares how a well-calculated gong, the which can control the speed and angle, results in stable force imitating the sound of a gong being hit. The result of the measurement and experiment done during the research towards this tool shows 0.79
/ ,
0.78
/ ,
shows
= 0.70 = 0.67 = 0.61
/ ,
/ , / ,
= 0.64 = 0.53 = 0.49
/
on a 90o angle,
= =
/ on a 60o angle and on a 30o angle
/ ,
= 0.41
/ . The force
resulted by the gong on a 90o, 60o and 30o angles with a fast speed of 5.18N, 2.87N and medium speed of low speed of 0.1N. The results are different from the target specification due to the inconsistency of man power aspect when hitting the gong. One may hit the gong differently from the second time hitting it in terms of the speed. However, using the tool, results will always be consistent.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas limpahan berkat, rahmat, dan bimbingan-Nya, sehingga penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Dalam proses menyelesaikan skripsi ini, penulis menyadari sepenuhnya akan keterbatasan ketrampilan, pengetahuan, dan biaya sehingga tanpa bantuan, doa dan bimbingan semua pihak tidaklah mungkin berhasil dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menghaturkan banyak terimakasih sebesarbesarnya kepada: 1. Tuhan Yesus Kristus yang tidak pernah bosan mendengarkan keluh kesah kaka ichad. I LOVE YOU so Much….. :* :* 2. Bapak DR. Matias H.W. Budhiantho dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng selaku pembimbing yang begitu sabar membimbing, mengoreksi, memberi arahan, membantu dan memberi semangat buat penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tuhan Yesus Memberkati. 3. Mama nova, untuk jeri payah yang sudah dikeluarkan untuk penulis menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih atas dukungan dana, pengertian, pergumulan dan doa yang diberikan sehingga studi penulis telah selesai, mohon maaf kalau lama kuliahnya yah ma. Love you :*, buat kakak sayang sendi, adik febiola, angelo dan risky terima kasih buat mungkin dukungan doa serta dana (kakak sendi), sudah buat penulis tertawa, tersenyum, sedih, dan lain2 saat penulis merasa kesusahan dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapa Remon, hallo bapa yang sudah disurga duluan, anakmu ini sekarang sudah ada gelar sarjana teknik loh pak.. pasti bapa senang kan??hehe I Miss You and I Love You dad :* 5. Oma Tet Noya, mama cici, mama bebi dan keluarga besar Noya terima kasih banyak buat dukungan doa, motivasi dan dana, terlebih lagi sudah menjadi keluarga yang Luar biasa Terbaik selama penulis menyelesaikan skripsi ini. 6. Keluarga Likumahuwa alm opa niko, alm oma tely, tante yona, oma merry, bu riky. Big Thanks buat Beautiful Aunty
jona, terima kasih buat dukungan,
motivasi, material dan sudah menjadi keluarga yang Terbaik untuk penulis dalam menyelesaikan studi disalatiga.
vi
7. Sendi, epen, presli, berny, norce, rally, usi ivon, gladly dan glenn, terima kasih buat kebersamaan, kecerian yang selalu dipancarkan di rumah, you all the best for my life and I love you all. 8. Danke buat om emo yang sudah memberikan dukungan dana buat penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Kak endi, enda dan bu mardon yang sudah jadi keluarga dan thx buat printernya yang sudah membantu. God Bless. 10. Cantata domino choir, Ashira, Satya Wacana Vocal Consort, Voice of satya Wacana, A choir dll yang sudah menampung penulis menimbah ilmu, pengalaman dan jalan-jalan ke luar kota, propivinsi bahkan luar negri (Italy) untuk bernyanyi dengan baik. Terima kasih buat pelatih – pelatih yang luar biasa sabar melatih penulis. 11. Basudara MTV yang selalu ada dalam susah maupun senang untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 12. Muger GPIB Tamansari, terimakasih buat kebersamaan, keceriaan yang selalu ada dihari jumat saat latihan. 13. Teman – teman seperjuangan FTEK 07, ayo ndang LULUS yo.. 14. The gank, eko, thia, rich, monic, febe, thomas, dilla, rani. Thanks for supportnya and thanks buat kebersamaan dan sudah menjadi keluarga yg sudah dibina selama ini. 15. Danke buat anggit and the genk yang sudah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 16. Danke buat Staff TU FTEK mbak2 cantik, mbak rista, mbak, dita dan mbak vera buat keceriaannya selalu, tetap semangat yah mbak2.. :D 17. Brother sister yang namanya tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih buat semangat yang selalu diberikan. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini jauh dari sempurna namun penulis berharap semoga tugas akhir ini dan segala kerja penulis dapat bermanfaat bagi pembaca. Salatiga, September 2014
Penulis vii
DAFTAR ISI INTISARI ………………………………………………………………………............. i ABSTRACT ………………………………………………………………..………….. ii KATA PENGANTAR ………………………………………………………………… iii DAFTAR ISI …………………………………………………………………………... v DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………… vii DAFTAR TABEL …………………………………………………………………….. ix DAFTAR SIMBOL ……………………………………………………………………. x
BAB I
PENDAHULUAN ……………………………………………………... 1 1.1 Latar Belakang ……………………………………………………... 1 1.2 Spesifikasi Alat …………………………………………………….. 2 1.3 Sistematika Penulisan ……………………………………………… 3
BAB II
DASAR TEORI ………………..………………………………………. 5 2.1 Gerak Melingkar …………………………………………………… 5 2.2 Gambaran sistem yang dirancang secara keseluruhan ………….... 16
BAB III
PERANCANGAN ALAT ………………………………………......... 17 3.1 Perancangan Perangkat Keras ……………………………………. 17 3.1.1 Perancangan Perangkat Mekanik ……………………….. 17 3.1.2 Perangkat Elektronik …………………………………… 19 3.1.2.1 Pengendali (Mikrokontroller) ………………… 20 3.1.2.2 Driver Motor ………………………………….. 21 3.1.2.3 Motor DC (Power Window) ………………….. 23 3.2 Perancangan Perangkat Lunak …………………………………… 24 3.3 Prinsip Kerja Sistem ……………………………………………… 25 3.4 Mewujudkan Alat Secara Keseluruhan …………………………... 26 viii
BAB IV
PENGUJIAN PEMUKUL GONG TERKENDALI ………………… 28 4.1 Pengujian Sudut …………………………………………………... 28 4.1.a Susunan Peralatan Pengujian dan Langkah Pengujian .… 28 4.1.b Hasil Pengujian …………………………………………. 30 4.2 Pengujian Kecepatan …………………………………………….. 33 4.2.a Susunan Peralatan Pengujian dan Langkah Pengujian .… 33 4.2.b Hasil Pengujian …………………………………………. 33 4.3 Pengujian Gaya …………………………………………………... 40 4.2.a Susunan Peralatan Pengujian dan Langkah Pengujian .… 40 4.2.b Hasil Pengujian …………………………………………. 40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………. 43 5.1 Kesimpulan ……………………………………………………….. 43 5.2 Saran ……………………………………………………………… 44
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………………… 45 LAMPIRAN A ……………………………………………………………………….. 47 LAMPIRAN B ……………………………………………………………………….. 49
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gerak Melingkar …………...…………………………………………...... 5 Gambar 2.2. Tracker ………………………...…………………………………………. 8 Gambar 3.1. Perancangan pemukul gong tampak depan …………………………..…. 18 Gambar 3.2. Perancangan pemukul gong tampak samping …………………………... 18 Gambar 3.3. Untai potensiometer …………………………………..………………… 19 Gambar 3.4. Blok Diagram sistem …………………………………...……………… 19 Gambar 3.5. Board Mikrokontroler ATMega328 ……………………...…………….. 20 Gambar 3.6. Rangkaian H-Bridge ………………………………………………...….. 22 Gambar 3.7. L298 Driver Motor …………...………………………………………… 23 Gambar 3.8. Motor Power Window …………………………...……………………… 24 Gambar 3.9. Diagram Alir Proses Jalannya Pemukul Gong …………………………. 24 Gambar 3.10. Sinyal PWM dalam beberapa duty-cicle ………...…………………….. 25 Gambar 3.11. Perancangan Alat secara keseluruhan …………………………………. 27 Gambar 4.1. Susunan Peralatan ………………………………………………………. 28 Gambar 4.2. Susunan busur derajat dan pemukul gong ……………………………… 29 Gambar 4.3. Posisi awal sudut 30o pemukul terhadap pencu gong ………………...… 29 Gambar 4.4. Sudut awal 30o pemukul terhadap pencu gong …………………………. 30 Gambar 4.5. Sudut awal 60o pemukul terhadap pencu gong ……………………….… 31 Gambar 4.6. Sudut awal 90o pemukul terhadap pencu gong …..………………….….. 32 Gambar 4.7
a. Grafik pemukul gong dengan sudut 90o kecepatan cepat …….……. 34 x
b. Grafik pemukul gong dengan sudut 90o kecepatan sedang …...…… 34 c. Grafik pemukul gong dengan sudut 90o kecepatan lambat …………34 d. Grafik kecepatan pemukul gong dengan sudut 90o ……….……….. 35 Gambar 4.8
a. Grafik pemukul gong dengan sudut 60o kecepatan cepat ………….. 36 b. Grafik pemukul gong dengan sudut 60o kecepatan sedang ………... 36 c. Grafik pemukul gong dengan sudut 60o kecepatan lambat ………… 36 d. Grafik kecepatan pemukul gong dengan sudut 60o ……………...… 37
Gambar 4.9
a. Grafik pemukul gong dengan sudut 30o kecepatan cepat ……….…. 37 b. Grafik pemukul gong dengan sudut 30o kecepatan sedang ……..…. 38 c. Grafik pemukul gong dengan sudut 30o kecepatan lambat …..…….. 38 d. Grafik kecepatan pemukul gong dengan sudut 30o ……………..…. 38
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Konfigurasi Pin ATMega328 ……………………………………………… 21 Tabel 4.1. Kecepatan sesaat pemukul gong terkendali ……………………………….. 39 Tabel 4.2. Tabel analisis video untuk gong …………………………………………... 40 Tabel. 4.3. Tabel Percepatan gong …………………………………………………… 41 Tabel. 4.4. Gaya yang dihasilkan Pemukul Gong Terkendali ………………………... 42
xii
DAFTAR SIMBOL
= kecepatan linear (m/s) R
= jari − jari lintasan (m)
ω
= kecepatan sudut (rad/s)
x
= perubahan jarak yang ditempuh (m)
t
= perubahan waktu yang ditempuh (s)
Δt
= selang waktu (s) = jarak yang ditempuh (m) = waktu yang ditempuh (s) = percepatan gong saat dikenai pemukul (m s ) = kecepatan saat awal (m/s) = kecepatan sesaat akhir (m/s) = jarak saat awal gong diam (m) = jarak sesaat bergerak (m) = jarak sesaat sebelum akhir (m) = waktu saat gong diam (s) = waktu sesaat bergerak (s) = waktu sesaat sebelum akhir (s) = kecepatan sesaat pemukul menyentu pencu gong (m/s) = jarak saat pemukul menyentuh pencu gong (m) = jarak awal sebelum pemukul menyentuh pencu (m) = waktu saat pemukul menyentuh pencu gong (s) = waktu saat pemukul belum menyentuh pencu gong (s) = gaya sesaat (N) = massa gong (Kg)
xiii
