Otomatisasi Sistem Pneumatic Tekanan Udara Pada Kapal Selam SKRIPSI
Muhammad Rezki Akbar 201010130311035
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
i
LEMBAR PERSETUJUAN Otomatisasi Sistem Pneumatik Tekanan udara Pada Kapal Selam Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : Muhammad Rezki Akbar 201010130311035
Diperiksa dan disetujui oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Budhi Priyanto M. Si
Ir. M. Irfan, MT
NIDN: 0026106701
NIDN: 0705106601
ii
LEMBAR PENGESAHAN Otomatisasi Sistem Phenumatik Tekanan Udara Pada Kapal Selam Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh :
Muhammad Rezki Akbar 201010130311035 Tanggal Ujian
: 4 Mei 2015
Tanggal Wisuda
: 30 Mei 2015
Disetujui Oleh :
1. Drs. Budhi Priyanto, M.Si NIDN: 0026106701
( Pembimbing I )
2. Ir. M. Irfan, MT NIDN: 0705106601
( Pembimbing II )
3. Ir. Nur Alif Mardiyah ,MT NIDN : 0718036502
( Penguji I )
4. M. Chasrun Hasani ST, MT NIDN : 0007086808
( Penguji II ) Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah ,MT NIDN : 0718036502
iii
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Muhammad Rezki Akbar
Tempat/Tgl.Lahir
: Martapura/ 07 – Maret - 1991
Nim
: 201010130311035
Fakultas/Jurusan
: Teknik/Teknik Elektro
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul“
OTOMATISASI SISTEM PNEUMATIK TEKANAN UDARA PADA KAPAL SELAM”
beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan
bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Malang, 11 – Mei – 2015 Yang Membuat Pernyataan
Muhammad Rezki Akbar Mengetahui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Budhi Priyanto M. Si
Ir. M. Irfan, MT
NIDN: 0026106701
NIDN: 0705106601
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Drs. Budhi Priyanto, M,Si dan Bapak Ir. M. Irfan M.T selaku pembimbing tugas akhir. 2. Bapak/Ibu Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Bapak/Ibu Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Kedua orang tua yang selalu mendoakan dan memberikan semangat yang tak habis – habisnya. 5. Orang – orang terdekat dan keluarga yang selalu memberikan dan membatu baik secara fisik maupun secara moral. 6. Teman – teman kelompok pembuatan kapal selam, yang selalu bersemangat dan trus berusaha dalam pengerjaan tugas akhir ini. 7. Rekan – rekan WS Robotika UMM yang telah membantu baik secara fisik maupun barang. 8. Kepada teman – teman G36 yang selalu memberikan semangat.
v
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : ”Otomatisasi
Sistem Pneumatik Tekanan Udara Pada Kapal Selam”
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi tentang bagaimana cara pembuatan sebuah kapal selam, selain itu juga mengenai ruang ballast pada kapal selam serta sistem pneumatic yang diterapkan pada mekanik aktuator. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 10 – Mei - 2015
Penulis
vi
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL…………………………………………………………….…..i LEMBAR PERSETUJUAN…………………………………………………….ii LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………..iii SURAT PERNYATAAN……………………...………………………………...iv ABSTRAKSI……………………………………………………………………..v ABSTRAKSI…………………………………………………………………….vi LEMBAR PERSEMBAHAN………………………………………………….vii KATA PENGANTAR………………………………………………………….viii DAFTAR ISI..……………………………………………………………………ix DAFTAR GAMBAR………………………………………………………..….xii DAFTAR TABEL…...………………………………………………………....xvi BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG ........................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.2
RUMUSAN MASALAH..................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.3
BATASAN MASALAH ..................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.4
TUJUAN ......................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.5
METODELOGI ................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
1.6
SISTEMATIKA PEMBAHASAN.......... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
FLUIDA.......................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.2
MASSA JENIS (RAPAT MASSA) ....... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.3
HUKUM ARCHIMEDIS .................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.4
TEKANAN HIDROSTIKA.................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.5
KAPAL SELAM ............................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.5.1 Komponen sistem pembentuk kapal selam...... Error! Bookmark not defined. 2.6
PNEUMATIC ................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
vii
2.6.1 Kelebihan Pada Penggunaan Pneumatik ......... Error! Bookmark not defined. 2.6.2 Kekurangan Pada Penggunaan Pneumatik ...... Error! Bookmark not defined. 2.7
AKTUATOR (SILINDER PNEUMATIK) ............ ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
2.7.1 Silinder Kerja Tunggal ..................... Error! Bookmark not defined. 2.7.2 Silinder Kerja Ganda ........................ Error! Bookmark not defined. 2.8
TANGKI BALLAST UTAMA ............. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.8.1 Jenis Tangki Ballast Utama .............. Error! Bookmark not defined. 2.8.2 Teknik Penyelaman .......................... Error! Bookmark not defined. 2.9
ARDUINO UNO .............................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.9.1 Memory ........................................... Error! Bookmark not defined. 2.9.2 Input dan Output .............................. Error! Bookmark not defined. 2.9.3 Komunikasi Serial ............................ Error! Bookmark not defined. BAB III 3.1
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM DIAGRAM BLOK PERANCANGAN MEKANIK .. ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
3.2
INSTRUMEN MEKANIK ................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.2.1 Desain Kapal Selam ......................... Error! Bookmark not defined. 3.2.2 Pembuatan Kapal Selam................... Error! Bookmark not defined. 3.2.3 Desain Ruang Ballast ....................... Error! Bookmark not defined. 3.2.4 Pembuatan Ruang Ballast ................. Error! Bookmark not defined. 3.3
DIAGRAM BLOK PEMBUATAN SISTEM .......... ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
3.4
INSTRUMEN ELEKTRONIK .............. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.4.1 Arduino Uno. ................................... Error! Bookmark not defined. 3.4.2 Submarine Pump. ............................. Error! Bookmark not defined. 3.4.3 Inverter DC to AC. ........................... Error! Bookmark not defined. BAB IV 4.1
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN PENGUKURAN PROTHOTYPE DAN RUANG BALLAST .................. ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED. 4.1.1 Hasil Pengukuran ............................. Error! Bookmark not defined.
viii
4.2
DIAGRAM BLOK PENGUJIAN KEKUATAN KERANGKA PROTHOTYPE
KAPAL SELAM ..................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.3
PENGUJIAN KEKUATAN KERANGKA PROTHOTYPE KAPAL SELAM ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
4.3.1 Prosedur Pengujian .......................... Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Hasil Pengujian dan Analisa ............. Error! Bookmark not defined. 4.4
DIAGRAM BLOK PENGUJIAN KEKEDAPAN PADA SAMBUNGAN
PROTHOTYPE KAPAL SELAM ......................................................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.5
PENGUJIAN KEKEDAPAN PADA SAMBUNGAN PROTHOTYPE KAPAL
SELAM
..................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.5.1 Prosedur Pengujian .......................... Error! Bookmark not defined. 4.5.2 Hasil Pengujian dan Analisa ............. Error! Bookmark not defined. 4.6
PENGUJIAN SISTEM BALLAST DAN TRIM ....... ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
4.6.1 Diagram Blok Pengujian Sistem Ballast dan Trim Error! Bookmark not defined. 4.6.2 Prosedur Pengujian .......................... Error! Bookmark not defined. 4.6.3 Hasil Pengujian dan Analisa ............. Error! Bookmark not defined. 4.7
PENGUJIAN SUBMARINE PUMP....... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
4.7.1 Diagram Blok Pengujian Submarine Pump ..... Error! Bookmark not defined. 4.7.2 Prosedur pengujian........................... Error! Bookmark not defined. 4.7.3 Hasil Pengujian dan Analisa ............. Error! Bookmark not defined. 4.8
PENGUJIAN KESELURUHAN PROTHOTYPE...... ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
4.8.1 Diagram Blok Pengujian Keseluruhan Prothotype Error! Bookmark not defined. 4.8.2 Prosedur Pengujian .......................... Error! Bookmark not defined. 4.8.3 Hasil Pengujian dan Analisa ............. Error! Bookmark not defined. BAB V PENUTUP 5.1
KESIMPULAN ................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
5.2
SARAN .......................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2. 1 Komponen - komponen kapal selam ............ Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 2 Simbol - simbol actuator ............................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 3 Konstruksi silinder kerja tunggal ................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 4 Konstruksi silinder kerja ganda ................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 5 Jenis main ballast tank pada kapal selam ..... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 6 Penyelaman secara dinamik ......................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 7 Penyelaman secara statis dengan bantuaan sistem ballast . Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 8 Arduino uno tampak atas ............................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 9 Arduino uno tampak bawah ......................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 1 Diagram blok perancangan mekanik ............ Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 2 Desain prothotipe kapal selam ..................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 3 Prothotipe kapal selam tampak samping ...... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 4 Prothotipe kapal selam tampak atas ............. Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 5 Dimensi dan tata letak komponen ................ Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 6 Resin merah ................................................ Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 7 Matt atau serat fiber .................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 8 Hasil pembuatan lambung kapal selam ........ Error! Bookmark not defined.
x
Gambar 3. 9 Hasil pembuatan kapal setelah pendempulan Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 10 Desain ruang ballast tampak samping ........ Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 11 Desain ruang ballast tampak keseluruhan... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 12 Hasil pembuatan ruang ballast ................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 13 Diagram blok sistem elektronika .............. Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 14 Simulasi rangkaian sistem ballast dan sistem pompa pada arduino .... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 15 Prinsip kerja semi sentrifungal................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 16 Submarine pump ....................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 17 Bagian - bagian pompa .............................. Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 18 Rangkaian pompa pada arduino ................. Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 19 Diagram blok sistem pompa ...................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 20 Rangkaian inverter pada arduino ............... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 21 Diagram blok sistem kerja inverter ............ Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 1 Diagram blok pengujian kekuatan kerangka prothotipe kapal selam.... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 2 Posisi awal prothotipe sebelum tenggelam ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 3 Posisi prothotipe setelah tenggelam ............. Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 4 Pengujian kekedapan pada sambungan prothotipe kapal selam ........... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 5 Diagram blok pengujian sistem ballast dan trim......... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 6 Sistem aktuator pada ruang trim .................. Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 7 Pipa keluar dan masuknya air. ..................... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 8 Diagram blok pengujian submarine pump .... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 9 Blok pengujian keseluruhan ....................... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 10 Hasil pengujian tahap pertama ................... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 11 Hasil pengujian tahap kedua ...................... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 12 Letak beban pada kapal ............................. Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 13 Kapal dalam keadaan tenggelam................ Error! Bookmark not defined.
xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2. 1 Beberapa Densitas Zat Umum ......................... Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 2 Tekanan Hydrostika ........................................ Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 3 Spesifikasi Arduino Uno ................................. Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 1 Data Pengukuran Prothotipe............................ Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 2 Data Pengukuran Ruang Ballast ...................... Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 3 Pengujian Kekuatan Kerangka Prothotipe ....... Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 4 Pengujian Sambungan Prothotipe Kapal Selam Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 5 Alogaritma Program Untuk Mengaktifkan Selenoid ...... Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 6 Pengujian Submarine Pump ............................ Error! Bookmark not defined.
xii
DAFTAR PUSTAKA Agung Nugroho Adi, 2010, “ Mekatronika ”.Penerbit : Graha ilmu. Hugh D. Young & Roger A. Freedman, 23 Oktober 2001, “Fisika Universitas”. Penerbit : Erlangga. Roy Burcher and Louis Rydill, 1999, “Concepts and Submarine design”. Publish : Cambridge University Press. Ulrich Gabler, 2000, “Submarine Design”. Publish :Wiener Velg.
1
