25
58 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1 Perancangan Langkah awal dalam merealisasikan suatu produk adalah tahap perancangan. Setelah tahap perancangan selesai, maka tahap selanjutnya adalah tahap pembuatan atau produksi produk. Metode perancangan yang diusulkan oleh Pahl dan Beitz sebagaimana yang dijelaskan dalam buku Engineering Design: A Systematic Approach. Cara merancang tersebut terdiri dari 4 fase, diamana masing-masing fase terdiri dari beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah: 1. Perencanaan dan penjelasan tugas 2. Perancangan konsep produk 3. Perancangan bentuk produk (embodiment design) 4. Perancangan detail Metode perancangan Pahl dan Beitz sering digunakan di bidang industri utamanya ketika membuat suatu produk. Secara umum metode perancangan yang akan digunakan adalah metode perancangan yang disarankan oleh Pahl dan Beitz yang ditunjukkan oleh Gambar (3.1) dibawah ini.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

58

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Perancangan

Langkah awal dalam merealisasikan suatu produk adalah tahap

perancangan. Setelah tahap perancangan selesai, maka tahap selanjutnya adalah

tahap pembuatan atau produksi produk.

Metode perancangan yang diusulkan oleh Pahl dan Beitz sebagaimana

yang dijelaskan dalam buku Engineering Design: A Systematic Approach. Cara

merancang tersebut terdiri dari 4 fase, diamana masing-masing fase terdiri dari

beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah:

1. Perencanaan dan penjelasan tugas

2. Perancangan konsep produk

3. Perancangan bentuk produk (embodiment design)

4. Perancangan detail

Metode perancangan Pahl dan Beitz sering digunakan di bidang industri

utamanya ketika membuat suatu produk. Secara umum metode perancangan

yang akan digunakan adalah metode perancangan yang disarankan oleh Pahl

dan Beitz yang ditunjukkan oleh Gambar (3.1) dibawah ini.

Page 2: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

59

Tugas Pasar,Perusahaan,Ekonomi

Perencanaan dan Penjelasan TugasAnalisis pasar dan keadaan perusahaanMemformulasi usulan produkPenjelasan tugasMengembangkan daftar persyaratan

Daftar persyaratan(Spesifikasi Produk)

Konsep produk(Solusi)

Layout awal

Dokumen produk

Layout akhir

Mengembangkan Solusi UtamaMengidentifikasi masalah-masalah pentingMenentukan struktur fungsi produkMencari prinsip-prinsip kerja produkMembentuk beberapa alternatif produkEvaluasi terhadap kriteria teknis & ekonomis

Mengembangkan Struktur ProdukMenentukan bentuk awal, memilih material dan perhitungan-

perhitunganMemilih layout awal yang terbaikMemperbaiki layoutEvaluasi terhadap criteria teknis & ekonomis

Menetukan struktur produkMenghilangkan kelemahan dan kekuranganCek kalau-kalau ada kesalahanPersiapan daftar komponen awal dan dokumenPembuatan dan susunan produk

Menyiapkan dokumen pembuatanMengembangkan gambar atau daftar detailMenyelesaikan instruksi-instruksi pembuatan susunan

danpengiriman produkPeriksa semua dokumen

Solusi

Tin

gkat

kan

dan

perb

aika

n

Info

rmas

i per

baik

i daf

tar

pers

yara

tan

hasi

l um

pan

balik

Pere

ncan

aan

dan

Penj

elas

an P

rodu

kPe

ranc

anga

nK

onse

p Pr

oduk

Pera

ncan

gan

Ben

tuk

Pera

ncan

gan

Det

ail

(sumber:Riadi,2009)

Gambar 3.1 Diagram Alir Keseluruhan Metode Perancangan Menurut Pahl dan Beitz

Page 3: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

60

3.1.1 Perancangan Desain

Dalam Menentukan desain Sistem Pengukuran Tegangan-Regangan

Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang

bertujuan untuk mendapatkan desain terbaik. Adapun beberapa tahapan tersebut

diantaranya:

1. Daftar Persyaratan

2. Identifikasi Masalah

3. Struktur Fungsi

4. Prinsip Kerja

5. Alternatif Produk

3.1.2 Daftar Persyaratan (Spesifikasi Produk)

Daftar persyaratan dibuat untuk menjelaskan spesifikasi Alat dan

persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi sebelum produk dikembangkan

lebih lanjut. Adapun Tabel 3.1 daftar persyaratan sebagai berikut:

Tabel 3.1 Daftar Persyaratan Spesifikasi Perancangan

Sifat Daftar Persyaratan Tanggal :

Rancang Bangun Sistem Pengukuran Tegangan -Regangan Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel

Halaman :1

S/W Persyaratan

Geometri

D

D

Batang Beam :- Panjang : 550 mm- Lebar : 40 mm- Tebal : 5 mm

Bentuk Sederhana

Page 4: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

61

W Strain Gauge :- Panjang Wire : 5 mm- Panjang Grid : 3-6 mm- Lebar Wire : 3 mm- Jumlah Strain Gauge : 3 Unit Strain gauge- Gauge Factor : 2,08- Backing : 5 x 3 cm- Jenis Strain Gauge : Rectangular Rosette Strain Gauge

D Box Penguat & Arduino :- Panjang : 180 mm- Lebar : 100 mm

Massa

D Weight :- Beban Pengujian : 403 gram,806 gram, 1608 gram.

Energi

DW

Sumber Energi untuk Pembebanan menggunakan E.Mekanik/Tekan Daya Listrik yang rendah

Material

D

D

Batang Beam :- Stainless Steel

Frame Alat Peraga- Besi ringan

W

DD

Sensor RSG :- gagegage kawat dan foil : Nichrome V- Carrier/backing : Plastik Vinyl atau Kapton Tape

Box rangkaian : Mika Komponen Mudah di dapat di pasaranSignal

WWWDW

Input Pembebanan : Gram (Kg) atau Kilogram (Kg) Output Strain Gauge : Ohm (Ω) Output Penguat wheastone : MiliVolt (mV) Output Mikrokontroller : Voltase (Volt) Frequency Radio Telemetry : Megahertz (Mhz)

DWDD

Display

Personal Computer Software Arduino IDE Hterm PLX-DAQ

Page 5: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

62

D

Safety

Daya listrik yang rendah (aman dari konsleting listrik) dapat memonitor hasil dari tempat yang aman dan nyaman

Assembly

D Installation Strain gauge : Mudah di Pasang dan Dilepas

D

D

D

D

Operational

Jenis Pembebanan Terpusat

Jenis Tumpuan Engsell dan Roll

Monitor atau kontrol hasil dari jarak jauh

Dapat dioperasikan di dalam maupun di luar ruangan

Maintenance

W Perawatan Sederhana, tidak memerlukan perawatan khusus

DBiaya Biaya Produksi terjangkau

Ergonomis

WD

Kemudahan dan kenyamanan dalam pengoperasian Mudah dalam pemasangan dan pelepasan (rosette strain gauge)Produksi

D Alat Sederhana dan tidak terlalu rumit dalam proses produksi

Pemrograman

W Mikrokontroler Arduino Uno

Persyaratan dibuat berdasarkan kebutukan konsumen yang dapat bersifat

wajib dipenuhi (W) atau disarankan dipenuhi (D). Dari keterangan tersebut

maka dapat disimpulkan bahwa persyaratan yang dibuat merupakan panduan

bagi perancang untuk merancang alat (Riadi, 2009).

W

Page 6: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

63

3.1.3 Identifikasi Masalah

Pada tahap ini penulis bertujuan untuk menajamkan permasalahan yang

ada pada spesifikasi desain di atas. Adapun tahapannya sebagai berikut:

1. Data kuantitatif, dengan menghilangkan kesukaan/kesenangan pribadi dan

menghilangkan persyaratan yang tidak berkaitan langsung dengan fungsi

dan batasan-batasan penting. Dari kriteria tersebut didapatkan hasil sebagai

berikut:

a. Sistem Pengukuran

b. Membaca perubahan Tegangan - Regangan

c. Tahanan Resistansi

d. Menggunakan jenis Sensor Rosette Strain Gauge

e. Menggunakan Jembatan Wheastone

f. Menggunakan Penguat Instrumentasi

g. Menggunakan Mikrocontroller Arduino Uno

h. hasil pengukuran dapat dipantau dengan jarak jauh

i. instalasi Pemasangan mudah

J. Mudah dioperasikan

Page 7: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

64

k. Menggunakan Software Arduino IDE

l. Biaya produksi yang terjangkau

2. Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif dan menyatakannya

dalam kalimat yang sederhana yang mewakili. Dari kriteria tersebut

didapatkan hasil sebagai berikut:

a. Sistem Pengukuran Tegangan - Regangan

b. Untuk Membaca perubahan nilai Tegangan - Regangan.

c. Nilai Resistansi sensor tergantung pada objek material.

d. Hasil pengukuran dapat di pantau dengan jarak jauh.

e. Mikrokontroler sebagai Konverter sinyal Analog to Digital.

f. Menggunakan Software Microsoft Excel dan PLX DAQ untuk

penyimpanan data.

g. Menggunakan Arduino IDE & Hterm untuk tampilan digitalnya.

h. Dapat menampilkan data secara realtime.

3. Kemudian menggeneralisir data kuantitatif. Dari kriteria tersebut

didapatkan hasil sebagai berikut:

a. Sistem Pengukuran Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel

b. Membaca perubahan Regangan dengan 3 Axis.

Page 8: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

65

c. Mikrokontroler sebagai pengolah sinyal input/output.

d. Menggunakan Software Arduino IDE

4. Kemudian memformulasikan masalah. Didapatkan hasil sebagai

berikut. Perancangan Sistem Pengukuran Tegangan – Regangan Sensor

Rosette Strain Gauge Nirkabel untuk mengukur perubahan Tegangan -

Regangan pada Batang Beam secara realtime dengan menggunakan

Software Arduino IDE dan PLX DAQ yang berbentuk nilai angka dan

grafik untuk tujuan pengarsipan.

3.1.4 Struktur Fungsi

Dari formulasi penggalian serta konseptual desain dapat dinyatakan atau

digambarkan suatu struktur fungsi berupa fungsi keseluruhan dan sub-sub

fungsi / fungsi utama yang didasarkan pada aliran energi, sistem kontrol

atau sinyal dengan menggunakan diagram blok. Diagram blok dan untuk

fungsi keseluruhan dan subfungsi dapat dilihat pada Gambar 3.2 di bawah

ini.

Page 9: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

66

Gambar 3.2 Diagram Blok Keseluruhan

Gambar 3.2 menjelaskan aliran fungsi energi pada Sensor Rosette Strain

Gauge, dimana inputan dari Energi Mekanik diubah menjadi tampilan data

dan grafik. Seperti dijelaskan pada Gambar 3.3 pada sistem pengukuran

Sensor Rosette Srain Gauge Nirkabel terdapat beberapa sub-fungsi aliran

energi yang kemudian akan menghasilkan prinsip kerja Sensor Rosette Srain

Gauge Nirkabel. (Wahyu, 2018)

MembacaSensor

Mengolahsinyal,Dan

mengkonversiSinyal

PenampilanData

Energi Mekanik

Force

Pemograman

TR Radio

sensoe

Energi MekanikBeban

Sistem Pengukuran Rangkaian

Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel

Penampildata

Memperkuatnilai besarandari inputsensor

Gambar 3.3 Diagram Blok Sub-Fungsi

Page 10: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

67

3.1.5 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari alat ukur pengukur tegangan - regangan Sensor Rosette

Strain Gauge Nirkabel yang dibuat hampir sama dengan pengukur

regangan yang ada pada pengukur regangan jembatan jalan pada

umumnya. Ketika ada tekanan atau beban yang terjadi pada batang beam,

maka terjadilah perubahan tegangan-regangan pada Batang Beam

tersebut. Kemudian Sensor Rosette Strain Gauge membaca nilai

perubahan tegangan - regangan yang terjadi, besaran nilai keluaran yang

ada pada pendeteksi sensor masih dalam nilai tahanan resistansi yang

kecil. Penguat instrumentasi sebagai penguat keluaran tahanan resistansi

yang kecil dalam nilai miliVolt (mV) menjadi Volt(V). Kemudian

Mikrokontroler sebagai pengolah sinyal dari masukan nilai tahanan

sensor, sinyal masukan yang awalnya masih dalam bentuk signal analog

lalu dikonversikan oleh mikrokontroler Arduino menjadi signal digital,

selain itu mikrokontroler juga sebagai pengolah input/output dari

pemograman yang akan dijalankan. Radio Telemetry sebagai saluran

penghubung (transmitter-receiver) pengirim hasil data ke perangkat

display (PC). Pc untuk Pemograman mikrokontroler, Penampil hasil data

dan penyimpan hasil data.

Page 11: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

68

Gambar 3.4 Prinsip Kerja Pengukuran Tegangan -

Regangan Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel

3.1.6 Alternatif Produk

Jika dibuat sebuah tabel sub-fungsi maka akan terlihat pada tabel 3.2

sebagai berikut:

Tabel 3.2 Kombinasi sub-fungsi yang didasarkan pada diagram blok sub-fungsi

No. Prinsip Solusi/Sub

Fungsi

1 2 3

Beban

PerubahanRegangan

Sensor-Sensor

Penguat Instrumentasi

Mikrokontroller Arduino

PC

Selesai

RadioTelemetry

YesNo

Yes

No

Page 12: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

69

1. Objek penelitian Batang Beam Kuningan

2. Energi Berat

3. SensorPendeteksi

Rosette StrainGauge 45° Strain Gauge Bi-

AxialStrain Gauge

4. WheastoneBridge

Quarter Bridge Half Bridge Full Bridge

5. Pemrosesan data Arduino Uno MikrokontrollerMega

Arduino Nano

6. Jenis Tumpuan Engsel Rol Jepit

7. PenguatInstrumentasi

IC INA 125 IC AD620 ModuleHX711

Page 13: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

70

8. Pengirim Data Kabel Serial Radio Telemetry

9. Perangkatakuisisi data

PersonalComputer (PC)

LCD

10. Pembuatanprogram

CV-AVR Arduino IDE

11. Penampil data Arduino IDE Hterm LCD Display

12. Penyimpanandata

PLX DAQ MicrosoftExcel

Dari tabel hasil identifikasi masalah akan terlihat berbagai kemungkinan

kombinasi sub-fungsi yang mungkin untuk digunakan.

Page 14: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

71

3.1.7 Pemilihan Konsep Varian

Dalam pembuatan konsep varian kita harus memperhatikan segi teknik

dan ekonominya. Pemilihan konsep varian dilakukan untuk pengerjaan

model dan menentukan unjuk kerja secara kuantitatif. Dari tabel 3.2

didapatkan hasil varian sebagai berikut:

Varian = 1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-2, 6-2, 7-2, 8-1, 9-2, 10-2, 11-2.

Dan bila susunan konsep di buat sebuah gambar desain, maka desain alat

akan seperti yang ditunjukan oleh gambar (3.5) berikut:

Gambar 3.5 Desain Alat menurut Susunan konsep yang dipilih

Keterangan gambar 3.5 :

1. Sensor Strain Gage (Rosette)

2. Batang Beam Stainless Steel (Objek uji)

12

3

4

5

Page 15: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

72

3. Box Rangkaian Elektronik Pengukur

4. Alat Peraga (frame)

5. Tumpuan (Engsel)

Desain alat Peraga ini menggunakan jenis pipa hollow persegi yang materialnya

berjenis besi ringan sehingga kuat dalam menahan beban.

3.2 Desain Skematik Rangkaian Elektronik

Perancangan sensor rosette strain gauge nirkabel ini akan digambarkan

dalam sebuah rangkaian skematik, rangkaian skematik ini merupakan gabungan

antara Sensor Rosette Strain Gauge, IC INA125, Arduino, LCD, dan 3dr Radio

Telemetry. Rangkaian skematik ini merupakan suatu metode analisis sistem kerja

komponen elektronika yang digunakan. Dibuat agar lebih mudah untuk

memahami tata letak komponen serta hubungan antara satu komponen dengan

komponen lainnya. Gambar 3.6 merupakan rangkaian skematik dan layout

pendeteksi tegangan menggunakan sensor strain gauge.

Gambar 3.6 Skematik rangkaian sensor rosette strain gauge nirkabel.

Rg

62

Page 16: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

73

3.2.1 Desain Layout PCB

Rancang bangun alat percobaa tegangan dan defleksi beam pada rangkain

penguat instrumentasi menggunakan PCB dengan desain yang dibuat sendiri

agar mengurangi penggunaan kabel. Dengan adanya PCB menjadikan

rangakaian penguat instrumentasi menjadi lebih praktis dan simple seperti

pada gambar 3.7 dibawah ini:

Gambar 3.7 Desain Layout PCB

3.3 PembuatanBerdasarkan perancangan komponen mekanik dan elektronik yang telah

dibahas secara detail pada bab sebelumnya, diperoleh komponen-

kompoonen sistem yang diperlukan dalam proses pembuatan.

3.3.1 Komponen Alat yang digunakan1. Tang jepit

2. Cutter

3. Lem Adhesive (for Strain Gauge)

4. Lem tembak/castol

5. Gerinda

6. Mesin Bor +5V

7. Casing Box

8. Obeng (+) & (-)

Page 17: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

74

9. Gunting

10. Amplas kasar dan halus

11. Solder

12. Bor PCB

13. Multimeter

14. Pinset

15. Gunting

3.3.2 Bahan yang digunakan

1. Resistor 120 ohm : 3 buah

2. Power supply 5v : 1 buah

3. Sensor Rossette Strain Gage 120 ohm : 2 buah

4. Radio Telemetry : 1 pasang

5. Mikrokontroller Arduino Uno : 1 buah

6. IC INA125 : 6 buah

7. Kabel jumper (female & female) : 3 paket

8. Kabel jumper (male) : 3 paket

9. Baut pacer : 3 buah

10. Timah : 1 buah

11. Isi lem tembak : 1 buah

12. Baut 6 mm : 5 buah

13. PCB : 2 buah

14. Larutan ferid clorit : 1 unit

15. Terminal pad : 6 biji

3.3.3 Proses pembuatan komponen mekanik

A. Alat Peraga

Pada pembuatan alat peraga(frame) dan tumpuan sudah ada atau sudah

dibuat oleh afrianto dalam proyek pembuatan alat percobaan untuk

pratikum mahasiswa, jadi penulis hanya mendesain ulang alat tersebut

Page 18: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

75

yang dikombinasikan dengan rangkaian elektronika yang dibuat oleh

penulis.

B. Pemotongan batang beam

1. Ukur terlebih dahulu obejek batang yang akan di potong menggunakan

penggaris sesuai ukuran yang diinginkan.

2. Tandai batas-batas ukur yang akan dipotong dengan menggunakan spidol.

3. Siapkan gerinda mesin untuk pemotongan.

4. Potong batang material sesuai dengan ukuran yang telah ditandai.

Gambar (3. 8) Berikut merupakan hasil pemotongan material beam:

Gambar 3.8 Batang Beam Stainless Steel

C. Box Rangkaian

1. Siapkan komponen alat seperti box mika, lem castol,gerinda potong,

penggaris, spidol,solder, baut serta mur.

2. Potong box mika sesuai ukuran box yang akan dibuat.

3. Bersihkan mika yang telah dipotong.

Page 19: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

76

4. Lem bagian-bagian mika yang telah dipotong dan akan disambung

sesuai dengan bentuk yang diinginkan kemudian diamkan beberapa

menit.

5. Bolongkan bagian-bagian yang ingin dipasang baut rangkaian

menggunakan solder.

Gambar (3.9) berikut merupakan hasil dari pembuatan box:

Gambar 3.9 Box Rangkaian elektronik

3.3.4 Pengerjaan komponen Elektronik

A. PCB Rangkaian Elektronik

Dalam pembuatan PCB rangkaian ini meliputi jembatan wheastone dan

penguat instrumentasi. Berikut merupakan tahapan pembuatan:

1. Medesain skematik dan layout PCB dari rangkaian penguat dengan

menggunakan software Eagle atau Proteus.

2. Print hasil desain layout pada kertas stiker pp berukuran A4 dengan

menggunakan printer laser jet.

3. Siapkan PCB yang sudah disiapkan ukuranya sesuai dengan layout yang

telah dicetak.

Page 20: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

77

4. Bersihkan PCB dengan amplas tipis dan cuci bersih PCB dengan

menggunakan deterjen dan lap dengan lap kering.

5. Siapkan setrika listrik dan panaskan terlebih dahulu, kemudian tempelkan

kertas stiker layout yg sudah dicetak pada PCB.

6. Mulai setrika bagian atas PCB yang sudah di tempelkan stiker layout.

dengan perlahan dan merata secara keseluruhan.

7. Setelah layout merekat pada PCB kemudian celupkan PCB pada air dan

lepaskan lembaran stiker layout.

8. Larutkan PCB dengan menggunakan pelarut FeCl3 (Ferit Clorida).

9. Pasang komponen-komponen Elektronikanya.

10. Solder kaki komponen-komponen tersebut.

11. Kalibrasi nilai setiap komponen menggunakan multimeter.

12. hubungkan kabel-kabel yang berkaitan.

Berikut ini merupakan Rangkain Elektronika dari Rosette Strain Gauge 3.10 :

Gambar 3.10 PCB Rangkaian Elektronik

Page 21: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

78

3.3.5 Pemasangan Sensor Rosette Strain Gage

A. Pemasangan Sensor Rosette Strain Gauge

1. Siapkan objek pengujian (batang beam) sesuai dengan ukuran yang telah

dibuat pada perancangan Kemudaian kalibrasi strain gauge.

2. Bersihkan permukaan objek uji (batang beam) yang akan ditempel

dengan strain gauge menggunakan amplas kasar, halus dan cairan aseton

sampai permukaan benar-benar bersih dan halus.

3. Siapkan sensor strain gauge kemudian letakan pada permukaan objek.

4. Rekatkan strain gauge dengan menggunakan isolasi bening kemudian

tekan hingga merata.

5. Lepaskan sebagian dengan perlahan isolasi tersebut hingga terlihat sensor

menempel pada isolasi tersebut.

6. Lem permukaan objek dengan menggunakan lem adhesive strain gage.

7. Rekatkan kembali sensor strain gauge ke permukaan yang sudah

diberikan lem adhesive.

8. Tekan strain gauge secara merata yg masih menmpel pada isolasi dalam 3

menit.

9. Lepaskan isolasi yang menempel pada srain gauge dan permukaan objek.

10. Strain gauge akan menempel dengan erat pada permukaan objek uji.

11. Solder kaki strain gage pada terminal pad, kabel jumper atau kabel

penghubung ke rangkain penguat elektronika.

Page 22: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

79

Pemasangan sensor Rosette Strain Gauge Gambar (3.11 dan 3.12) sebagai berikut:

3.3.6 Proses Finishing/Pemasangan

Finishing merupakan proses terakhir dalam urutan proses

pembuatan alat. Proses finishing meliputi perbaikan bagian-bagian

komponen yang belum sempurna, penggabungan komponen-komponen

yang saling terhubung sesuai dengan designnya, menyolder kaki-kaki

tiap komponen dengan baik, kalibrasi strain gauge dan komponen

lainnya serta pemasangan casing.

Adapun urutan cara keseluruhan dari proses finishing sebagai berikut:

1. Pemasangan sensor strain gauge pada beam.

2. Penyusunan rangkaian jembatan Wheastone.

3. Memasang komponen pada PCB.

4. Memasangan kabel output dan input jembatan Wheastone ke dalam

rangkaian INA 125P.

5. Memasangan kabel INA 125P ke dalam pin yang tersedia pada

Arduino Uno.

Gambar 3.12 Hasil Pemasangan SensorGambar 3.11 Instalasi Sensor

Page 23: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

80

6. Memasang kabel I2C LCD pada pin Arduino.

7. Memasang kabel 3DR Radio transmite pada rangkaian PCB.

8. Memasangan kabel konektor Arduino ke PC.

9. Pasang 3DR Radio receive pada computer

10. Alat siap diuji untuk mengambil data.

11. Pemograman melalui software untuk menjalankan dan menampilkan

data pengujian.

Berikut merupakan gambar (3.13) dari hasil pembuatan dan pemasangan

komponen:

Setelah komponen semua telah selesai dikerjakan, lalu kita jalankan melalui

program pada software pemograman. Adapun coding untuk Pemograman terdapat

pada lampiran dari tugas akhir ini. berikut tahapan untuk menjalankan

pemograman :

1. Buka software Arduino IDE

2. Sambungkan serial port dari radio telemetry (module transmitter)

3. Ubah com(serial port) yang ada pada “tools” pada menu-bar kemudian

pilih port yang terkoneksi dengan radio telemetry

Gambar 3.13 Hasil Pembuatan dan pemasangan

Page 24: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

81

4. Pilih atau klik “sketch” pada menu bar kemulian pilih verify/compile untuk

membaca bahasa program yang akan dijalankan.

5. Pilih atau klik “sketch” pada menu bar kemulian pilih “upload” untuk

menjalankan program.

6. Untuk melihat hasil dapat dilihat pada serial monitor yang ada pada menu

pilihan Tools.

3.3.7 Proses Penampilan data pada Smartphone

Tahap mengirim atau menampilkan hasil data pada smartphone

1. Program dan setting baudrate untuk pengiriman jarak jauh

menggunakan radio pada Arduino IDE.

2. Sambungkan kabel transmisi(Tx) dan receiver (Rx) yang ada pada

radio telemetry pada mikrokontroller Arduino uno.

3. Sambungkan kabel ground radio ke pin ground pada mikrokontrolle,

kemudian sambungkan kabel power berwarna biru radio pada pin 5v

yg ada pada Arduino uno.

4. Jika radio menyala maka menandakan radio aktif dan dapat mengirim

hasil data.

5. Sambungkan module radio receiver pada kabel OTG yang telah di

sambungkan pada smartphone.

6. Download dan Buka aplikasi arduinodroid pada smartphone/

7. Setting baudrate sesuai dengan baudrate yang ada pada radio dan telah

din program pada Arduino uno yaitu (57600).

Page 25: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/55981/3/BAB III.pdf · Sensor Rosette Strain Gauge Nirkabel terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mendapatkan desain

82

8. Tampilan hasil data pengiriman akan secara otomatis menampilkan

data pengiriman pada serial monitor yang ada pada aplikasi.

Gambar Berikut merupakan contoh hasil dari tampilan (untuk satu

axis/data) pengiriman pada smartphone menggunakan aplikasi

arduinodroid :

Gambar 3.14 Tampilan data pada SmartPhone