PERANCANGAN DAN ANALISIS ALAT UJI GETARAN PAKSA MENGGUNAKAN FFT (FAST FOURIER TRANSFORM)
TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ADI VERIY WEDIYANTO 06510055
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011
HALAMN JUDUL
PERANCANGAN DAN ANALISIS ALAT UJI GETARAN PAKSA MENGGUNAKAN FFT (FAST FOURIER TRANSFORM)
TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ADI VERIY WEDIYANTO 06510055
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011
LEMBAR PERSEMBAHAN Bismillahirrohmanirrohim Kupersembahakn tugas akhirku ini untuk ; Kedua Orang Tuaku yang tiada pernah bosan mendoakanku dan memeberikan semangat selalu, ucapan terimakasihku mungkin jauh dari pengorbanan yang telah Bapak dan Ibu berikan kepadaku. Semoga amal perbuatan Bapak dan Ibu selalu dicatat menjadi amal kebaikan oleh ALLAH SWT. Buat kakak – kakakku yaitu Adi Santoso dan Kurnia Fitri terima kasih untuk dukungannya selama ini. Buat keluarga KBku yang selalu memberikan keramaian buatku. Terima kasih semuanya karena dengan keramaian kalian saya bisa selalu tersenyum. Buat teman-temanku semua, terima ksaih atas dukungannya. Yang terakhir bibit – bibit generasi bangsa. Agar menjadi sebuah inspirasi dan semangat untuk pengembangan dalm bidang iptek , Dan semoga dirido’i oleh alloh swt.
Perancangan Dan Analisa Alat Uji Getaran Paksa Menggunakan FFT ( Fast Fourier Transform ) Oleh : Adi Veriy Wedi Yanto 06510055. Pembimbing I : Budiono, S.Si, MT Pembimbing II : Moh. Jufri, ST, MT Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
ABSTRAKSI Alat uji getaran akibat massa unbalance pada plat ditumpu sederhana menggunakan sistem software matlab adalah analisa alat uji getaran dimana kemudian dijadikan suatu sarana yang dapat menunjang pada perkuliahan, tanpa meniggalakan segi ketelitian dan keprisisian pengamatan sehingga memenuhi standar ketika dipakai menganalisa suatu permasalahan. Disamping itu mengingat pentingnya sebuah metode dalam sebuah perancangan maka digunakanlah metode Pahl dan Beitz dalam metode perancangan ini. Dengan metode pahl dan beitz melalui 4 fase yaitu,Perencanaan dan penjelasan tugas,Perancangan konsep produk, dan Perancangan bentuk produk. Kemudian didapatlah sebuah konsep produk yang memenuhi criteria yang dibutuhkan yaitu alat uji getaran dari preliminary layout yang dibuat, kemudian dihasilkan definitive layout yang siap dilakukan perancangan detail dan perhitungan. Dari perancangan detai kemudian dibuat sebuah alat uji getaran, dalam pengujian alat uji getaran ini menggunakan sistem akuisis data dengan software matlab. Dari pengujian alat ini, akan didapatkan data frekuensi alami atau frekuensi pribadi yang ditampilkan dalam bentuk singanl. Kata kunci : Getaran, alat uji, FFT ( Fast Fourier Transform ),Frekuensi Pribadi Design And Analysis Of Forced Vibration Test Equipment Use FFT
( Fast Fourier Transform ) By: Adi Veriy Wedi Yanto 06510055. Mentors I: Budiono, S. Si, MT Advisor II: Moh. Jufri, ST, MT Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering University of Muhammadiyah Malang
ABSTRACT Vibration test equipment due to mass unbalance on the simply supported plate using matlab software system is the analysis of vibration test equipment which then turned into a means to support the lecture, without leaving accurate observations in terms of accuracy and thus meet the standards when used to analyze a problem. Besides, considering the importance of a method in a design of the Pahl and Beitz method is used in this design method. By Pahl and Beitz method through four phases, namely, Planning and explanation of tasks, design of product concepts, and design of product form. Then didapatlah a product concept which meets the required criteria of vibration test equipment from the preliminary layout are made, then the resulting layout is ready to be definitive design details and calculations. From design then created a vibration test equipment, vibration test equipment in testing this using a data acquisition system with matlab software. From testing this tool, will get the natural frequency or frequency data are displayed in the form of personal singanl.
Key words: Vibration, test equipment, FFT ( Fast Fourier Transform ), Private Frequency
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW dan keluarga, sahabat, serta pengikutnya hingga akhir zaman. Selanjutnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak . Tugas Akhir ini dapat terwujud atas bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tuaku tercinta, yang jasa-jasa mereka tidak dapat terwakilkan dengan tulisan. Jazaahumullahu khoiron katsiiro...amien... 2. Budiono, Ssi. MT. dan Moh. Jufri, ST, MT yang telah dengan sabar membimbing penulis dalam menempuh perkuliahan serta penyusunan Tugas Akhir. 3. Seluruh dosen Teknik mesin yang telah sabar membimbing penulis selama masa kuliah. 4. Kakak-kakakku yang telah memberikan dukungan selama ini. 5. Keluarga KB saya yang selalu memberi dukungan yaitu, Erick Toyib, Cucu Recha dan Cucu Retno. 6. Teman – teman Teknik Mesin Angkatan 2006 terima kasih semuanya. 7. Temen – kos saya yang selalu meramaikan kosan dan temen saya yang bernama Faridha yang selalu memberi dukungan. Terima kasih semuanya. 8. Temen-temen lab Fisika,Sience Think n anak-anak Polban. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Penulis berharap tugas akhir ini berguna bagi semua pihak khususnya untuk pengembangan sistem control dan automatisasi industri yang berkembang saat ini. Wassalamu’alaikum Wr.Wb Malang, 23 November 2011 Penulis
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL ............................................................................................................
i
POSTER ............................................................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................................
iii
LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI .........................................................................
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ..............................................
v
LEMBAR PERSEMBAHAN. ..........................................................................................
vi
ABSTRAKSI INDONESIA ..............................................................................................
vii
ABSTRAKSI INGGRIS ...................................................................................................
viii
KATA PENGANTAR .......................................................................................................
ix
DAFTAR ISI .....................................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1 Rumusan Masalah ................................................................................................... 2 Batasan Masalah .................................................................................................... 2 Tujuan .................................................................................................................... 2 Metode ................................................................................................................... 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 4
Getaran Atau Vibrasi ................................................................................. 4 Pengelompokan getaran ............................................................................. 5 2.2.1 Getaran Bebas dan Getaran Paksa ................................................... 5 2.2.2 Getaran Teredam dan Tak Teredam ................................................ 6 2.2.3 Getaran Deterministic Dan Random .................................................. 7 Perangkat Analisis Sinyal Getaran ............................................................. 8 2.3.1 Sensor Getaran ................................................................................ 8 Microkontroler ........................................................................................... 10 2.4.1 Pengertian Mikrokontroler ............................................................... 10
Jenis Program yang Digunakan ................................................................. 13 2.5.1 Matlab .............................................................................................. 13 2.5.1.1
Pengertian Matlab ............................................................ 13
2.5.1.2
Sejarah Matlab .................................................................. 14
2.5.1.3
Sintaksis ........................................................................... 15
2.5.1.4
Variabel ............................................................................ 16
2.5.1.5
Vektor/Matrik ................................................................... 17
2.5.1.6
Semicolons ....................................................................... 20
2.5.1.7
Grafik ............................................................................... 20
2.5.1.8
Struktur ............................................................................. 23
2.5.1.9
Fungsi Handles ................................................................. 23
2.5.2 Fast Fourier Transform (FFT) .......................................................... 24
BAB III
2.5.2.1
Pengertian Fast Fourier Transform (FFT) ........................ 24
2.5.2.2
Definisi dan Kecepatan .................................................... 25
2.5.2.3
Algoritma ......................................................................... 27
METODOLOGI PERANCANGAN ................................................ 39
Diagram Alir Perancangan Alat Uji Getaran Paksa ................................... 39 Perancangan dan Penjelasan Aalat Uji Getaran Paksa ............................... 39 Perancangan Konsep Alat Uji Getaran Paksa ............................................ 41 Perancangan Bentuk ................................................................................... 41 Rancangan Mekanik ................................................................................... 41 Perancangan Perangkat Lunak ................................................................... 44 Matlab R2010a ........................................................................................... 45 Perancangan Sistem .................................................................................... 47
BAB IV
PEMBAHASAN ................................................................................ 48
Penjelasan Desai Konstruksi ...................................................................... 49 Perhitungan Permodelan ............................................................................ 52 Permodelan Sofware .................................................................................. 53
Data Hasil Pengamatan .............................................................................. 53
BAB V
PENUTUP ........................................................................................... 58
Kesimpulan................................................................................................... 58 Saran ............................................................................................................. 58
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Macam – Macam Getaran Gambar 2.2 Grafik Tiga Dimensi Dapat Dibuat Dengan Menggunakan Fungsi Surf, Plot3 atau Mesh Gambar 2.3 Grafik 3D Sinus Gambar 2.4 Grafik 3D Cosinus Gambar 3.1 Balok Ditumpu Sederhana Gambar 3.2 Desain Alat Uji Getaran Paksa Gambar 3.3 Sistem Pengambilan Data Gambar 4.1 Motor Dengan Piringan Tak Seimbang Ditumpu Sederhana Gambar 4.2 Pemodelan Dari Gambar Gambar 4.3 Grafik Accelerometer dengan V=1.2520 RPS Gambar 4.4 Grafik Accelerometer dengan V=8.4715 RPS Gambar 4.5 Grafik Accelerometer dengan V=10.0041 RPS Gambar 4.6 Grafik Amplitudo Gambar 4.7 Grafik Frekuensi
DAFTAR PUSTAKA Away Abdia Gunaidi, (2006), Matlab Programming,Informatika, Bandung Sewoyo Trihono, Ir, MT, Satuan Acara Perkuliahan Universitas Muhammadiyah Malang, UMM Popov. E.P. (1996), Mekanika Teknik (Mechanics Of Material), Erlangga, Jakarta Popov.E.P.(1996), Mekanika Teknik (Mechainics Of Material) Kunci Jawaban, Erlangga, Jakarta. http://en.wikipedia.org/wiki/Fast_Fourier_transform http://www.scribd.com/doc/21883526/Pengenalan-Matlab
