LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI INSTRUMENTASI
“Mengukur Kecepatan Rotasi pada Ban Sepeda Motor dan Bor Listrik Menggunakan Tachometer ”
Dosen Pembimbing : Dedy Eko RahmantoS!"PMSi
Ke#ompok $ : %! Ma&ri'ah
(B)$%$*%+$,
$! -sro srorin Sa Sa'ira .ata Li Lini
(B)$%$*%)+,
+! Erma Dama/iyah
(B)$%$*%0),
)! 1opi Prayoga
(B)$%$*%02,
3! Linda Maharo
(B)$%$*$%*,
2! Si#' Si#'ia ia 4u#i 4u#ian anaa 5ng 5ngii Ko# Ko##y #yn n (B)$ (B)$%$ %$*$ *$%% %%,,
PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN POLITEKNIK NEGERI JEMBER 2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakan
5#mu pengetahuan dan tekno#ogi terutama da#am bidang e#ektronika dan komputerisasi berkembang sangat pesat pada masa ini! Penggunaan tekno#ogi komputer da#am mengenda#ikan sesuatu agar dapat ber6a#an otomatis sudah banyak di#akukan ditambah #agi dengan adanya penemuan komponen7komponen e#ektronika yang mempunyai bentuk dan kemampuan yang dapat memberikan banyak pi#ihan serta dengan perkembangan perangkat #unak sekarang ini yang semakin pesat 6uga sehingga te#ah banyak menghasi#kan rancang bangun suatu a#at yang ap#ikati' da#am penggunaannya! Sebagai contoh pengukuran besaran meman'aatkan berbagai macam sensor yang dihubungkan dengan mikrokontro#er sebagai pengo#ah data besaran tersebut dan kemudian data pengukuran ditampi#kan ke da#am monitor komputer saat ini mu#ai banyak dikembangkan! Pengukuran besaran putaran per menit atau sering disebut dengan rotation per minute (RPM, biasanya menggunakan a#at ukur RPM ana#og yang dapat dibe#i di pasaran yakni Tachometer 'ungsi utama sebuah "achometer umumnya berguna untuk memantau kiner6a mesin mobi# atau motor! Secara sederhana tachometer merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukur kecepatan
perangkat
berputar!
5nstrumen
ini
beker6a
dengan
menghitung banyaknya rotation per minute (RPM, atau putaran per menit! Penggunaan pa#ing umum tachometer ada#ah untuk menentukan kecepatan dari poros berputar yang digerakkan o#eh sebuah motor penggerak! "achometer yang umum di6ua# di pasaran saat ini ada#ah "achometer ana#og yang terdiri dari 6arum yang menun6ukkan pembacaan disertai indikator apakah putaran
motor
penggerak
masih
da#am
tara'
aman
atau
sudah
mu#ai
membahayakan! Se#ain tachometer ana#og terdapat pu#a tachometer digita# yang sudah mu#ai menggantikan 6enis ana#og! Pada tachometer digita# hasi# pengukuran #angsung disa6ikan da#am bentuk angka sehingga mempermudah pembacaan! Ke#emahan dari tachometer ana#og maupun digita# ada#ah sekedar
dapat me#akukan pembacaan sa6a tanpa dapat me#akukan pengontro#an dan pencatatan data secara otomatis dengan pertimbangan tersebut untuk sebuah pengukuran putaran motor per menit atau RPM dibutuhkan pera#atan ukur yang #ebih e'ekti' dan e'isien da#am pengukuran serta dapat di#akukan pengontro#an terhadap kecepatan putaran motor D8 secara terintegrasi da#am satu sistem da#am ha# ini komputer di6adikan sebagai pengo#ah serta penampi# data untuk kemudian di#akukan pengenda#ian terhadap motor D8! -p#ikasi pemrograman komputer dapat diman'aatkan sebagai 9isua#isasi untuk menampi#kan data RPM sehingga mampu memberikan kemudahan kepada pemakai serta memi#iki daya guna yang tinggi da#am mengikuti perkembangan tekno#ogi komputer saat ini! 1.2 T!"!an Prakt#k!$
%, -gar mahasis/ai mengertahui bagaimana prinsip ker6a "achometer! $, -gar mahasis/a bisa menggunakan "achometer dengan baik dan benar! +, -gar mahasis/ai mengetahui 'ungsi "achometer! 1.3 R!$!%an Ma%ala&
%, 4e#askan pengertian dari "achometer ; $, 4e#askan 'ungsi dari "achometer ; +, Berapa daya dari ban sepeda motor dan motor bor (bor #istrik, ; ), Bagaimana cara mengoperasikan "achometer <
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Sa#ah satu parameter yang pa#ing sering di monitor pada sebuah mesin ada#ah RPM (Rotation Per Minute, yaitu 6um#ah putaran yang ter6adi da#am satu menit misa# pada e#ektro motor pompa mi=er d##! -da bermacam cara untuk mengukur kecepatan putar suatu system secara continue misa#nya dengan magnetic pick7up atau tachogenerator dan yang pa#ing sederhana ada#ah dengan menggunakan pro=imitys/itch dan pu#sa meter! RPM > ' ? aRPM > ' ? 2*@ Dimana : •
RPM
: kecepatan putaran (RPM,
•
A
: 'rekuensi pu#sa (C,
•
@
: 4um#ah pu#sa da#am satu putaran
•
a
: ni#ai ska#a yang terdiri dari mantisa dan e=ponent!
2.1 Men!k!r Ke'e(atan P!taran
Kecepatan putaran motor sama dengan 6um#ah putaran motor da#am periode tertentu misa#nya putaran per menit (Rpm, atau kecepatan per detik (Rps,! -#at ukur yang digunakan ada#ah indikator kecepatan sering disebut tachometer! "achometer ditempe#kan #angsung pada poros sebuah motor dan dibaca putarannya pada ska#a yang ada! "achometer yang modern menggunakan prinsip sinar #aser beker6anya #ebih sederhana yaitu berkas sinar #aser ditembakkan pada poros dan disp#ay digita# akan menun6ukkan putaran poros motor! Kecepatan motor diukur dengan a#at tachometer pengukuran di#akukan pada poros rotor! -da tachometer ana#og dan tachometer digita#! 2.2 Jen#% Ta'&)$eter
"achometer kontak Pu#sa Rate Meter terdapat berbagai merk dan type untuk ka#i ini mempergunakan MP37 Serries dari -utonics! nit ini mempunyai banyak 'ungsi yang sa#ah satunya ada#ah untuk pengukuran RPM (mode : A%,! Mempunyai dua input (5@ - dn 5@ B, banyak pi#ihan tipe mu#ai sebagai
indicator dan sebagai contro##er dengan bermacam output! Disp#ay terdiri dari 3 digit dan di#engkapi keypad pemrograman! Sedangkan sensor yang dipergunakan ada#ah sebuah pro=imity sensor PR+*7%*D@ dengan spesi'ikasisupp#y %$ F $) GD8 output @P@ dan 6arak sensing %* mm (pernah di coba sampai)3** RPM dan stabi#,! Pemasangan sensor pada unit disp#ay untuk kabe# supp#y dihubungkan ke termina# 2 dan H (perhatikan po#aritasnya, sedangkan output sensor di termina# % (5@ -, sementara 5@ B di ambangkan sa6a! Po/er supp#y MP3 ditermina# 0 dan I! 4ika menggunakan option output sambungkan sesuai dengan type outputnya! Struktur program MP3 serries mempunyai ) parameter grup yangterpisah! Paramenter grup * sampai parmeter grup + tetapi untuk ap#ikasi tachometer hanya diper#ukan beberapa Setting
parameter! 1ang penting
diketahui
ada#ah
untuk berpindah ke tiap tiap parameter ada#ah dengan menekan tombo# “MD” se# ama beberapa detik! 4ika MP3 dipergunakan sebagai contro##er setting #e9e# output berada pada
parameter
grup *!"erdapat )
#e9e#
output
yaitu
L dan LL namun ini untuk seri contro##er! Sedangkan pada ap#ikasi disp#ay tidak diper#ukan dan #angsung ke parameter % dengan menekan MD se#ama + detik! Di parameter grup % setting node diA% ( AreJuency, 5n7- (6enis output sensor: @P@ , set ke nPnhA dan -uto!( autoCero time , ke %*!Kemudian di#an6utkan parameter grup $ dengan cara menekan MD se#ama kurang#ebih ) detik! 4ika MP3 hanya indicator setting di#akukan pada PS8!- (ni#ai mantisani#ai de'au#t ada#ah 2, PS8!-1 (eksponen dengan de'au#t %*%, dan d5SP!t (sik#usdisp#ay sebaiknya diisi % agar tidak ter#ihat berkedip,! Sedangkan untuk contro##er diper#ukan setting batas atas dan batas ba/ah! @i#ai ska#a dan mantisa harus dihitungsesuai dengan 6um#ah pu#sa per putarannya!Sebenarnya mode A% ada#ah 'ungsi pembacaan 'rekuensi (pu#sa per detik dengan satuan C,! 4ika dipergunakan untuk pembacaan RPM ( Rotation Per Minute , maka harus dika#ikan 2* (% menit sama dengan 2* detik,!
2.2.1 Ta'&)$eter n)n*k)ntak
ambar %!"achometer non7kontak
Pada dasarnya "achometer @on7kontak ini sama ker6anya'ungsinya dengan "achometer biasa yang di pergunakan untuk mengetahui kecepatan Suatu putaran motor hanya sa6a berbeda sedikit pada saat "achometer ini di hubungkan dengan persona# komputer! Dengan dikoneksikan ke persona# komputer kita akan dapat mengetahui ni#ai error dan gra'ik dari kecepatan motor tersebut! -#at yang #ebih canggih dan aman untuk mengukur kecepatan ada#ah a#at tanpa kontak seperti tachometer non7kontak! "achometer non7 kontak menggunakan sumber sinar cahaya yang dapat disinkronisasi dengan setiap kecepatan dan pengu#angan gerakan sehingga benda yang berpindah sangat cepat ter#ihat tidak bergerak atau berpindah per#ahan! ntuk menggambarkan prinsip ini diambi# sebuah contoh berikut: Diasumsikan sebuah disket putih dengan titik hitam terpasang pada as dari motor %0** rpm! Bi#a disket berputar pada %0** rpm tidak mungkin untuk mata orang untuk
me#ihat gambaran
tungga#
dan
titik
akan
tampak
men6adi
#ingkaran kabur ! Bi#a diterangi o#eh sinar cahaya tachometer non7kontak disinkronkan pada cahaya untuk setiap putaran disket (bi#a titik berada pada 6am tiga sebagai contoh, titik akan ter#ihat pada posisi ini N dan hanya pada posisi ini N pada kecepatan %0** ka#i untuk setiap menit! O#eh karena itu titik akan nampak membeku atau berdiri diam 4ika #a6u sinar dari tachometer non7kontak diper#ambat men6adi %HII sinar per menit titik akan teri#uminasi pada posisi
cahaya
yang berbeda
setiap
ka#i
piringan
berputar
dan
titik
akan
tampak berpindah! Per#ahan da#am arah putaran +2* dan tiba pada posisi sebenarnya % menit kemudian! Perpindahan yang sama tetapi di arah yang ber#a/anan rotasi dari titik akandiobser9asi 6ika #a6u sinar dari tachometer non7kontak ditingkatkan men6adi
%0*% 'pm!4ika diinginkan #a6u perpindahan yang tampak dapat
dipercepat dengan meningkatkanatau menurunkan #a6u sinar pada tachometer non7 kontak! Bi#a bayangan dihentikan #a6usinar strobo setara dengan kecepatan perpindahan obyek! Karena #a6u sinar diketahui maka kecepatan obyek 6uga diketahui! O#eh karena itu tachometer non7kontak mempunyai
dua
tu6uan
yaitu
mengukur kecepatan dan pengamatan penurunan yangnampak pada kecepatan makin per#ahan atau pemberhentian gerakan cepat! a# yangcukup berarti dari e'ek gerakan #ambat ada#ah karena gerakan ini merupakan copysa#inanyang tepat dari gerakan kecepatan tinggi maka semua ketidak teraturan (getaran torsisuara7 suara #oncatan, yang ada pada gerakan kecepatan tinggi dapat dipe#a6ari! ntuk studi audit pada umumnya digunakan 6enis kontak tachometer karena a#at tersebut sudah siap tersedia! 2.3 Ma'a$ + Ma'a$ Ta'&)$eter 2.3.1 Ta'&)$eter )(t#k
ambar $! "achometer Optik
"achometer optik
ada#ah sebuah a#at untuk mengukur kecepatan sudut
putar dengan besaran rpm! "achometer optik terdiri dari 6a#ur atau garis (stripe, yang terdapat di da#am batang #a#u terdapat sebuah atau #ebih photosensor yang menghadap pada batang tersebut!
8ara ker6anya setiap batang tersebut berputar maka photosensor akan mendeteksi 6um#ah stripe yang me#e/atinya! Kemudian akan menghasi#kan output yang akan berbentuk pu#sa! Pada ge#ombang pu#sa tersebut periode Q keba#ikan dari kecepatan angu#ar! Dapat diukur dengan menggunakan rangkaian counter seperti yang digambarkan pada encoder batang optik! Keunggu#an tachometer optic ia#ah memi#iki photosensor sehingga dapat mendeteksi setiap garis yang me#e/atinya sedangkan ke#emahannya tidak dapat merasakan posisi dan 6arak namun dapat diatasi dengan memasang $ buah photosensor! 2.3.2 Ta'&)$eter R)t)r
ambar +!"achometer Rotor
"achometer Rotor bergigi terdiri dari sebuah sensor tetap dan sebuah pemutar gerigi roda dan bahan besi! -da $ 6enis sensor yang digunakan : a! Gariab#e re#uctance sensor b! a## e''ect sensor c! "erdapat magnet yang menggantung sebagai sensornya 8ara ker6anya ada#ah rotor berputar kemudian bagian rotor bergigi yang akan diukur! Sensor yang berupa magnet akan mendeteksi setiap gerigi tersebut yang me#e/atinya! Setiap gerigi me#e/atinya maka medan magnet akan bertambah dan menginduksi tegangan pada be#itan ka/at sehingga akan dihasi#kan pu#sa! Pu#sa tersebut akan dikon9ersi men6adi sebuah ge#ombang kotak yang bersih dengan rangkaian ambang detector! Keunggu#an tachometer gerigi ini ia#ah Memberikan sebuah pu#sa setiap /aktu apabi#a gigi besi me#e/atinya dan menghasi#kan pu#sa yang berupa sinya# kotak yang 6ernih!
2.3.3 Ta'&)$eter D,
ambar )!"achometer D8
"achometer D8 ada#ah sebuah generator D8 yang memproduksi tegangan ke#uaran D8 yang proporsiona# dengan kecepatan batang! "erdiri dari magnet permanen dan bagian yang beputar yang terbuat dari koi# dan 6uga ter6adi kon9ersi #angsung! Prinsip ker6anya ada#ah ter6adinya proses kon9ersi #angsung antara kecepatan dan tegangan! "achometer ini#ah yang digunakan da#am praktikum instrumentasi ke#autan da#am kesempatan ka#i ini! Keunggu#an tachometer D8 ini ia#ah untuk men6aga inersia turun dapat diatasi dengan penggunaan sikat sedangkan ke#emahan sendiri yaitu penggunaan sikat untuk men6aga inersia dapat aus!
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat -an Ba&an
%, Ban Sepeda Motor $, Motor Bor (Bor Listrik, +, "achometer ), Sticker 3.2 Tael Data Pena$atan N). O"ek 1 Ban Se(e-a
−
RPM 20 14561
−
20 171
Da/a att
8900 att
2
M)t)r B)r
−
50 337
− −
50 353 848
−
848
−
9:0 -# !"!n $ata )r
340 att
BAB I; PEMBAHASAN
5.1 Penert#an Ta'&)$eter
"achometer ada#ah sebuah instrumen atau a#at yang mampu untuk mengukur kecepatan putaran dari poros engko# atau piringan seperti yang terdapat pada sebuah motor atau mesin #ainnya! -#at ini biasanya menampi#kan re9o#utions per minute (RPM, pada sebuah pengukur ska#a ana#og namun yang 9ersi tampi#an digita# 6uga! Da#am ap#ikasi kendaraan bermotor pemasangan
tachometer
dengan
tu6uan agar pengendara dapat menggunakan mesin secara e'isien! "achometer yang terdapat pada mobi# pesa/at terbang dan kendaraan7kendaraan #ainnya biasanya menun6ukan tingkat rotasiperputaran pada poros engko# mesin dan secara tipika# sudah menandakan indikasi 6angkauan kese#amatan dari perputaran mesin! a# ini mampu meno#ong pengemudi da#am menye#eksi akse#erasi yang pas dan pengaturan rotasi mesin untuk sega#a macam kondisi pengendaraan! "achometer
akan
memberikan
peringatan
kepada
pengemudi
apabi#a
tingkat putaran mesin sudah pada tahap maksimum! "achometer dikenda#ikan o#eh putaran kabe# dari sebuah unit pengenda#i yang dimasukkan keda#am mesin (biasanya pada poros engko#, 6uga ada7 biasanya pada sistem mesin diese# sederhana yang menggunakan basis sistem e#ektris ataupun tanpa sistem e#ektrik! Pada sistem mana6emen mesin yang umumnya terdapat pada kendaraan7 kendaraan moderen sinya# untuk tachometer biasanya dihasi#kan dari sebuah mesin E8 yang menghantarkan in'ormasi baik dari sensor kecepatan putaran yang terdapat pada poros engko#! 5.2
Aungsi
"achometer
ada#ah
a#at
untuk
mengukur putaran
mesin
khususnya 6um#ah putaran yang di#akukan o#eh sebuah poros da#am satu satuan
/aktu dan sering digunakan pada pera#atan kendaraan bermotor! Biasanya memi#iki #ayar yang menun6ukkan kecepatan putaran per menitnya! 5.3 ,ara Pen)(era%#an Ta'&)$eter
Pada 6enis kontak tachometer roda tachometer dikontakkan dengan badan yang berputar! Karena adanya gesekan diantara keduanya sete#ah beberapa detik kecepatan roda tachometer sama dengan kecepatan badan berputar! Kecepatan ini ditampi#kan pada pane# sebagai putaran per menit (rpm,! "achometer non7kontak digita# merupakan sumber cahaya yang digunakan untuk
mengukur
kecepatan
obyek
yang
bergerak
cepat
atau
untuk
menghasi#kan e'ek optik menghentikan atau memper#ambat gerakan kecepatan tinggi untuk keper#uan pengamatan ana#isis atau 'otogra'i! Prinsip ker6anya menghitung 6arak tempuh roda be#akang (ke#i#ing roda be#akang, dika#i putaran roda be#akang yang berhubungan dengan putaran mesin! 5.5 P)ten%# P)r%# /an -#&a%#lkan )le& O"ek 5.5.1 Ban Se(e-a M)t)r •
Daya Ban Sepeda Motor > 2I** /att
•
•
•
•
5.5.2 M)t)r B)r B)r L#%tr#k •
Daya Motor Bor > +3* /att
•
•
BAB ; PENUTUP
4.1 Ke%#$(!lan
"achometer ada#ah sebuah instrumen atau a#at yang mampu untuk mengukur kecepatan putaran dari poros engko# atau piringan seperti yang terdapat pada sebuah motor atau mesin #ainnya! Aungsi "achometer ada#ah a#at untuk mengukur putaran mesin khususnya 6um#ah putaran yang di#akukan o#eh sebuah poros da#am satu satuan /aktu dan sering digunakan pada pera#atan kendaraan bermotor! Biasanya memi#iki #ayar yang menun6ukkan kecepatan putaran per menitnya! -da beberapa macam dari tachometer yaitu: •
"achometer optik
•
"achometer rotor
•
"achometer D8
DA
Er6a9ec 4ack $**3! Automotive Technology -C .ahra -u#ia $*%$! Prinsip Kerja Tachometer. http:simp#e'isika!b#ogspot!com$*%$*$prinsip7ker6a7tachometer!htm# Aiametu Eghie! $*%%! Prinsip Kerja Tachometer Terhadap Mesin Kendaraan! http:=gooooo!b#ogspot!com$*%%%*97beha9iorur#de'au#t9m#o!htm#
