PERANCANGAN ALAT UJI GETARAN PADA MATERIAL KOMPOSIT SEBAGAI MATERIAL BLADE TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Oleh : REBUDINUR 06510065
JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro, Teknik industri, D3 Elektro, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax (o341) 460782 Malang 65144
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Perancangan Alat Uji Getaran Pada Material Komposit Sebagai Material Blade.
Disusun oleh
: Rebudinur
Nim
: 06510065
Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Mesin
Telah diperiksa dan disahkan pada tanggal 23 November 2011
Pembimbing I
Pembimbing II
Budiono, S.si, MT.
Ir. Sudarman, MT.
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Mulyono, MT.
iii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, tauifik dan hidayah-Nya pada penyusun sehingga dapat menyelesaikan Tigas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini sering mengalami kesulitan dan hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangatlah tepat bila penyusun pada kesempatan kali ini menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa apapun sehingga penyusun dapat menyeesaikan Tugas Akhir ini. Rasa terima kasih ini penyusun sampaikan kepada :
1. Ibu, Kakak, dan adik tercinta yang selalu memberikan do’a dan motivasi kepada Ananda sehingga Tugas Akhir ini selesai dengan baik. 2. Bapak Nur Subekhi, ST.MT selaku Dosen Wali. 3. Bapak Budiono, S.si. MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ix
5. Teman-teman dari Lab Fisika dan LSO Sainthink yang telah membantu dalam segala hal. 6. Extiyar Dewi A, Spsi yang selalu memberi mensuport dalam segala hal. 7. Teman-teman kontrakan yang menjadi teman seperjuangan di kota Malang ini.
Dalam penyusunan Tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saranyang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Allah SWT memberi balasan kepada semua pihak yang tersebut di atas dan penyusun berharap semoga Tuga Akhir ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 12 November 2011
Penyusun
x
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL ....................................................................................... POSTER ....................................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI .................................................... LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................ ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................ ABSTRAKSI INGGRIS ............................................................................. KATA PENGANTAR ................................................................................. DAFTAR ISI ................................................................................................ DAFTAR TABEL ....................................................................................... DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
i ii iii iv vi vii viii ix xi xiii xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1.2 Rumusan Masalah...................................................................... 1.3 Tujuan ........................................................................................ 1.4 Batasan Masalah ........................................................................ 1.5 Sistematika penulisan ................................................................
1 3 3 3 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kincir Angin .............................................................................. 2.2 Blade .......................................................................................... 2.3 Sifat Mekanik Bahan ................................................................. 2.3.1 Deformasi Elastis ........................................................... 2.4 Komosit ..................................................................................... 2.4.1 Material Komposit .......................................................... 2.4.2 Klasifikasi Komposit ...................................................... 2.5 Getaran / Vibrasi ........................................................................ 2.5.1 Sistem Gaya Statis Tak Tentu ........................................ 2.5.2 Definisi sistem gaya statis tak tentu ............................... 2.5.3 Metode Analisa Elastis ................................................... 2.5.4 Analisa untuk kekuatan maksimum ............................... 2.6 Perangkat Analisis Sintal Getaran ............................................. 2.6.1 Sensor Getaran ............................................................... 2.7 Microcontroler ........................................................................... 2.7.1 Pengertian Microcontroler .............................................. 2.7.2 Arsitektur Microcontroler...............................................
5 5 8 9 11 11 12 13 14 16 17 20 22 22 23 24 27
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN/PENELITIAN 3.1 Rancangan Mekanik .................................................................. 3.1.1 Perancangan Beban ( Masa ) pengetar ........................... 3.1.1.1 Masa Balance ................................................... 3.1.1.2 Masa Unbalance ............................................... 3.1.2 Perancangan Batang .......................................................
31 35 35 36 37
3.2 Perancangan Hardware .............................................................. 3.2.1 Microcontroler Atmega 16 ............................................. 3.2.2 Serial / USART .............................................................. 3.2.3 Driver Motor DC ............................................................ 3.2.4 LCD ................................................................................ 3.2.5 Accelerometer 3 Axis ..................................................... 3.2.6 Rangkaian Kontrol ......................................................... 3.3 Perancangan Software ............................................................... 3.3.1 CodeVision AVR ........................................................... 3.3.2 Coding Program .............................................................
42 43 44 44 45 46 49 50 50 51
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Proses Pengujian ...................................................................... 4.2 Data Perancangan ..................................................................... 4.3 Data Pengujian ......................................................................... 4.3.1 Batang Satu ..................................................................... 4.3.2 Batang Dua ...................................................................... 4.3.3 Batang Tiga ..................................................................... 4.3.4 Kalibrasi pengujian batang satu ...................................... 4.3.5 Kalibrasi pengujian batang dua ....................................... 4.3.6 Kalibrasi pengujian batang tiga ....................................... 4.4 Grafik Hasil Pengujian ............................................................. 4.4.1 Grafik Pengujian Batang Satu ......................................... 4.4.2 Grafik Pengujian Batang Dua ......................................... 4.4.3 Grafik Pengujian Batang Tiga ......................................... 4.4.4 Grafik Perbandingan Amplitudo .....................................
53 54 56 56 57 58 60 60 61 62 62 62 63 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .............................................................................. 64 5.2 Saran ......................................................................................... 64 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Tabel Pengujian Batang Satu .............................................. 56
Tabel 4.2
Tabel Pengujian Batang Dua ............................................... 57
Tabel 4.3
Tabel Pengujian Batang Tiga .............................................. 58
Tabel 4.4
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Satu .............................. 60
Tabel 4.5
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Dua ............................... 60
Tabel 4.6
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Tiga .............................. 61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1
Gambar Balok ditumpu sederhana .................................... 33
Gambar 3.2
Gambar Masa Unbalance .................................................. 36
Gambar 3.3
Gambar Batang Tergetar ................................................... 40
Gambar 3.4
Gambar Desain Mekanik Alat Uji ..................................... 40
Gambar 3.5
Gambar Tumpuan Penjepit ................................................ 41
Gambar 3.6
Gambar Batang Yang telah dijepit .................................... 41
Gambar 3.7
Gambar Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16 ........... 43
Gambar 3.8
Gambar Rangkaian Serial Converter ................................. 44
Gambar 3.9
Gambar Rangkaian Driver Motor DC ............................... 45
Gambar 3.10
Gambar Rangkaian LCD 16 x 2 Carakter ......................... 46
Gambar 3.11
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.12
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.13
Gambar Trainer Board ATmega 16 ................................. 49
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2010. http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--windturbine--wind-mill/447--teknologi-magnetic-levitation-pada-turbinangin.html Anonim2. 2007. www.mst.gadjahmada.edu/dl/Kincir_Angin.pdf Datasheet Accelerometer MMA7260. ( www.alldatasheet.com ) Syuryansyah. Yan, Perancangan dan Pembuatan Kincir Angin Prototype Sumbu Horizontal
Daya 600 Watt Tipe Plat Lengkung untuk Skala Rumah
Tangga, Universitas Muhammadiyah Malang, 2011 Abdul Ma’ruf , Perencanaan Kincir Angin Sudu-Sudu Plat Lengkung 7% Pada Pembangkit Daya 1200 Watt, Universitas Muhammadiyah Malang, 2007. Iswahyudi, A., Perancangan Sudu Kincir Angin Sebagai Energi Alternatif untuk Desalinasi dengan Daya 1000 watt, Universitas Muhammadiyah Malang, 2007. Tanisan, Z. A.
1993.
Mekanika Teknik (Alih Bahasa dari : Mechanics of
Materials, 2nd Edition, by E. P. Popov, Prentice-Hall, Inc., 1978). Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta. Arismunandar , W . 2004 . Penggerak Mula Turbin , ITB , Bandung , 2004. Dewanto , Joni . 2000. Kajian teoritik sistem peredam getaran Satu Derajat Kebebasa. http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical.
66
Sewoyo, Trihono . 2004 . Getaran Mekanik . Design Laboratory UMM . Malang. http://www. id.wikipedia.com http://www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php http://www.lapan.co.id
67
