RANCANG BANGUNYOKE ELECTROMAGNETIC DENGAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/150309263191_2018.pdf · kecuali dalam kutipan saya sebutkan ... Logam merupakan unsur kimia yang mempunyai

RANCANG BANGUNYOKE ELECTROMAGNETIC

DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC

TUGAS AKHIR

FUAD ADHITYA

NIM : 150309263191

PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

BALIKPAPAN

2018

i

RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC

MENGGUNAKAN ARUS DC

ALAMAN JUDUL

TUGAS AKHIR

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT

UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI


FUAD ADHITYA

NIM : 150309263191

PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN


BALIKPAPAN

2018

ii

LEMBAR PENGESAHANTUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC

DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC

Disusun Oleh : FUAD ADHITYA

NIM : 150309263191

Jurusan Teknik Mesin Program Studi Alat Berat

iii

SURAT PERNYATAAN

Yang beetanda tangan dibawah ini:

Nama : Fuad Adhitya

Tempat/Tanggal lahir :Balikpapan, 26 Maret 1997

NIM : 150309263191

Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN

YOKE ELECTROMAGNETIC DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC” adalah

bukan merupakan hasil karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan,

kecuali dalam kutipan saya sebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan

apabila pernyataan ini tidak sesuai, saya bersedia menerima sanksi akademis

iv

MOTTO DANLEMBAR PERSEMBAHAN

“PENGALAMAN TERASA SANGAT DAHSYAT SAAT DI DALAMNYA ADA

PENGORBANAN DAN PERJUANGAN’’

Karya ilmiah ini kupersembahan kepada

Ayahanda dan ibunda tercinta

Nasir Ashari dan Maya Noor Indah S

Kedua saudara yang kusayangi

Faizal Adhitama dan Eva Meylinda

v

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai civitas akademik Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda

tangan dibawah ini:

Nama : Fuad Adhitya

NIM : 150309263191

Program Studi : Alat Berat

Jurusan : Teknik Mesin

Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC

DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC.

Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk

memberikan hak kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan,

mengalih media atau formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data

(database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta.

Dari pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

vi

ABSTRACT

Because of the NDT Non Destructive Test process use Yoke Electromagnetic AC

current which is less effective when doing NDT in the field therefore the aim of

this research are to design, make and use Yoke Electromagnetic tool using DC

current, to facilitate NDT testing, because in NDT implementation must know

damage to components, especially in cracks, Cracks in a component should be

known quickly and accurately, so that the work can be completed properly. The

method used in this study was direct field research in the Balikpapan State

Polytechnic at mechanical engineering workshop. It could be identified that NDT

work requires a long time in identifying damage to a component, especially in

component cracks. This research explained how Yoke Electromagnetic design,

Benefit of Yoke Electromagnetic, JSA Electromagnetic, Yoma Electromagnetic, By

using Yoke Electromagnetic tool that has been made can improve the efficiency of

work time faster than Penetrant Test which took 25 minute, while used Yoke

Electromagnetic only took 11 minutes, so when using Electromagnetic Yoke tool

could save about 14 minutes and this tool is able to lift maximum load of 3.5kg

with magnetic field strength6 × 10−2 by using was 12 volt and 5 ampere battery.

Keywords: Yoke Electromagnetic, NDT, Time, Magnetic Field Strength

vii

ABSTRAK

Dikarenakan proses (Non Destructive Test) NDT yang menggunakan Yoke

Electromagnetic arus AC yang kurang efektif ketika melakukan NDT di lapangan

sehingga penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat dan menggunakan

alat Yoke Electromagneticmenggunakan arus DC, untuk mempermudah

pengujianNDT, karena dalam pelaksanaan NDT harus mengetahui kerusakan pada

komponen terutama pada keretakan, keretakan pada suatu komponen sebaiknya

dapat di ketahui dengan cepat dan tepat, agar pekerjaan dapat selesai dengan baik.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah penelitian lapangan secara

langsung di workshopteknik mesin Politeknik Negeri Balikpapan. Dapat di

identifikasi bahwa pengerjaan NDT membutuhukan waktu yang lama dalam

mengidentifikasi kerusakan pada suatu komponen terutama pada keretakan

komponen.Penelitian ini menjelaskan bagaimana perancangan Yoke

Electromagnetic, keuntungan penggunaan Yoke Electromagnetic, analisa (Job

Safety Analysis) JSA penggunaan dan pembuatan Yoke Electromagnetic, Dengan

menggunakan alat Yoke Electromagnetic yang telah dibuat dapat meningkatkan

efisiensi waktu pekerjaan yang lebih cepat dibandingkan dengan Penetrant Test

yang membutuhkan waktu 25 menit, sedangkan dengan menggunakan Yoke

Electromagnetic hanya membutuhkan waktu 11 menit, jadi pada saat

menggunakan alat Yoke Electromagnetic dapat menghemat waktu sekitar 14 menit

dan alat ini mampu mengangkat beban maksimal sebesar 3,5kg dengan kekuatan

medan magnet 6 × 10−2 dengan menggunakan battery 12 volt dan 5 ampere.

Kata Kunci: Yoke Electromagnetic, NDT, Waktu, Kekuatan Medan Magnet.

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas rahmat serta hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir

ini dengan judul “Rancang BangunYoke Eclectromagnetic Dengan Menggunakan

Arus DC”.

Di dalam tulisan ini, disajikan pokok-pokok bahasan tugas akhir meliputi

gambaran tentangperancangan dan pembuatan yoke electromagnetic efektifitas

alat tersebutdalam pembelajaran tentang NDT (Non Destructive Test).

Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ramli, S.E., M.M. sebagai Direkur Politeknik Negeri Balikpapan

2. Zulkifli, S.T., M.Tsebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin sekaligus sebagai

Pembimbing satu.

3. Patria Rahmawaty,.Psi.,M.MPd, Psikolog sebagai Pembimbing dua.

4. Seluruh staf dan karyawan jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri

Balikpapan dan rekan-rekan atas diskusi dan konsultasi yang diberikan.

5. Ayahanda dan Ibunda yang senantiasa memberikan segala hal yang tidak

ternilai kepada anaknya.

6. Seluruh teman angkatan 2015 Teknik Mesin yang telah banyak membantu

selama penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai.

7. Semua pihak yang penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu, yang telah

memberikan bantuan secara langsung maupun tidak langsung dalam

penyusunan tugas akhir ini hingga selesai.

Penulis menyadari bahwaTugas Akhir ini bukanlah karya yang sempurna,

dan masih banyak ditemui kekurangan dan kelemahan. Oleh karena itu, saran dan

masukan yang membangun sangat diharapkan.

Balikpapan, 12 April 2018

Fuad Adhitya

ix

DAFTAR ISI

JUDUL ................................................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN .................................................................................... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. iv

ABSTRACT ......................................................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang............................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ......................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penulisan ........................................................................................ 3

1.5 Manfaat Penulisan ...................................................................................... 3

1.5.1 Manfaat Bagi Industri ................................................................................. 3

1.5.2 Manfaat Bagi Akademik ............................................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ............................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka......................................................................................... 5

2.2 Teori Dasar ................................................................................................. 5

2.2.1 Teori Umum MPI ....................................................................................... 5

2.2.2Jenis-jenis Magnet ...................................................................................... 11

2.2.3Elektromagnet ............................................................................................ 12

2.2.4Pengertian Kumparan ................................................................................. 15

2.2.5 Resistor Dan Regulator ............................................................................ 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Jenis Penelitian ......................................................................................... 21

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 21

x

3.3. Peralatan dan Bahan.................................................................................. 21

3.3.1. Alat........................................................................................................... 21

3.3.2.Bahan ........................................................................................................ 22

3.4. Prosedur Penelitian ................................................................................... 22

3.4.1 Desain ....................................................................................................... 23

3.5. Metode Penelitian ..................................................................................... 25

3.6. Jadwal Kegiatan ........................................................................................ 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Perancangan alat Yoke Electromagnetic ........................................... 27

4.2. Pembahasan Perancangan alat Yoke Electromagnetic ................................ 28

4.2.1. Besi Cylinder ............................................................................................ 28

4.2.2.Kawat Email ............................................................................................. 29

4.2.3. Regulated Power Supply ........................................................................... 30

4.2.4.Serbuk Besi dan Pompa Low Pressure....................................................... 31

4.3. Hasil Analisa (Job Safety Analysis) JSA Pada Pembuatan dan Penggunaan

Alat Yoke Electromagnetic ................................................................................. 32

4.4. Langkah-Langkah Menggunakan Alat Yoke Electromagnetic Dengan

Menggunakan Arus DC ..................................................................................... 35

4.5. Hasil Pengujian alat Yoke Electromagnetic ............................................... 36

4.6. Hasil Analisa Keuntungan Dalam Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic. ..

................................................................................................................. 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan............................................................................................... 46

5.2. Saran ........................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47

LAMPIRAN ...................................................................................................... 48

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kebocoran medan magnet akibat diskontinuitas menyebabkan serbuk

besi tertarik pada area sekitar diskontinuitas. ........................................................ 6

Gambar 2.2. Karakteristik Domain Magnet Material yang Tidak Termagnetisasi

dan Termagnetisasi .............................................................................................. 7

Gambar 2.3. Garis Gaya Magnet .......................................................................... 7

Gambar 2.4. Magnetisasi melingkar induksi langsung menggunakan head shot &

prods .................................................................................................................... 8

Gambar 2.5. Magnetisasi melingkar tak langsung menggunakan central konduktor

............................................................................................................................ 8

Gambar 2.6. Magnetisiasi memanjang menggunakan yoke ................................... 9

Gambar 2.7. Magnetisasi memanjang menggunakan kumparan ............................ 9

Gambar 2.8.sifat elektromagnetik....................................................................... 13

Gambar 2.9. Garis magnet membentuk selubung seputar kawat berarus ............. 13

Gambar 2.10. Prinsip putaran sekrup .................................................................. 14

Gambar 2.11.Diamagnetic, paramagnetic, ferromagnetic .................................. 15

Gambar 2.13. Resistor ........................................................................................ 17

Gambar 2.14. Rangkaian Dasar IC Voltage Regulator ........................................ 19

Gambar 2.15. Rangkaian Adjustable Voltage Regulator ..................................... 19

Gambar 3.1. Desain 2D Alat Yoke Electromagnetic ........................................... 23

Gambar 3.2. Desain 3D Alat Yoke Electromagnetic ........................................... 24

Gambar 3.3. Metode Penelitian .......................................................................... 25

Gambar 4.1. Merupakan Alat Yoke Electromagnetic .......................................... 27

Gambar 4.2. Perancangan Besi Cylinder yang telah dibuat ................................. 28

Gambar 4.3.Coil/Kawat Email yang telah di gulung ........................................... 29

Gambar 4.4. Merupakan Regulated Power Supply .............................................. 30

Gambar 4.5. Serbuk besi berwarna hitam ........................................................... 31

Gambar 4.6.Pompa Low Pressure ...................................................................... 32

Gambar 4.7. Hasil Menggunakan Yoke Electromagnetic .................................... 37

Gambar 4.8. Hasil Menggunakan Regulated Power Supply ................................ 37

Gambar 4.9. Hasil Menggunakan Penetrant Test ................................................ 37

xii

Gambar 4.10. Keuntungan Waktu Menggunakan Penetrant Test dan Yoke

Electromagnetic ................................................................................................. 38

Gambar 4.11. Pengangkatan dengan 12V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen .... 39



Gambar 4.14. Pengangkatan dengan 9V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 40









Gambar 4.23. Kekuatan Yoke ElectromagneticDalam Mengangkat Spesimen .... 45

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Jadwal Pelaksanaan Kegiatan ............................................................ 26

Tabel 4.1 JSA Pembuatan Alat Yoke Electromagnetic ........................................ 32

Tabel 4.2 JSA Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic ...................................... 34

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 ................................................................................................... 48

LAMPIRAN 2 ................................................................................................... 49

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada zaman ini kebutuhan akan logam yang berkualitas pada industri-

industri permesinan sangat diperlukan untuk pembuatan alat-alat penunjang yang

sangat dibutuhkan oleh dunia industri. Dari beberapa hal yang diciptakan oleh

manusia salah satunya pembuatan berasal dari logam seperti mobil, sepeda motor,

sepeda, jembatan dan lain sebagainya. (Ahmad Rafe’I, 2011).

Logam merupakan unsur kimia yang mempunyai sifat-siifat kuat,liat,keras,

penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Biji logam

ditemukan dengan cara penambahan yang terdapat dalam keadaan murni atau

bercampur. Biji logam yang ditemukan dalam unsur seperti emas, perak, bismut,

platina, dan ada yang bercampur dengan unsur seperti, karbon, sulfur, fosfor,

silikon, serta kotoran seperti tanah dan pasir. (www.scrib.com,2018)

Keretakan merupakan masalah yang sering dihadapi oleh seorang

engineerdalam bidang struktur sepanjang mereka membuat, mengembangkan dan

mencari solusi dari keretakan struktur, pengetahuan mekanika keretakan sering

kali digunakan untuk memperkirakan umur dari suatu komponen (Remaining life

assessment) yang mempersoalkan pertumbuhan retakan seperti kelelahan atau

tegangan retak korosi.

Ferromagnetic merupakan bahan yang sangat kuat yang menarik gaya

magnetik.Contoh bahan feromagnetik adalah besi, nikel, gadolinium dan kobalt.

Jika kemudian digunakan magnetik tersebut walaupun medan luar dihilangkan,

tetapi sifat kemagnetan bahan tetap masih ada. Sifat kemagnetan bahan

feromagnetik bisa hilang jika di pukul-pukul maupun dipanaskan.

(www.perpusku.com, 2018)

Pemilihan jenis logam yang digunakan, produsen-produsen pengguna logam

juga harus memikirkan bagaimana kualitas dari logam tersebut, apakah logam itu

akan mampu menahan beban yang akan diberikan. Oleh karena itu sebuah logam

pasti melalui proses Quality Control (QC) atau uji kelayakan sebelum dipasarkan.

Dalam pengujian sebuah logam kita harus memahami metode-metode yang

http://www.scrib.com/

http://www.perpusku.com/

2

digunakan, salah satunya dengan cara Non Destructive Test (NDT) yang didalam

nya terdapat metode-metode Magnetic Particle Inspection pengujian ini akan

mengetahui cacat atau tidak nya pada suatu logam. (Panji Sudarmawan, 2013).

Dalam membuat Yoke Electromagnetic perlu adanya perhitungan rumus

kuat medanmagnetic, dan jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh kawat (m),

banyaknya lilitan, kuat arus dan dalam satuan standard sebagai berikut:

𝐵 =𝜇𝑜 𝑖𝑁

2𝑎

Keterangan: 𝐵 = Kuat medan magnetic (T), 𝑎 = Jari-jari lingkaran yang terbentuk

oleh kawat (m), 𝑖= Kuat arus listrik (A), 𝑁 = Banyaknya lilitan𝜇𝑜 = 4𝜋 ×

10−7dalam satuan standard. (www.fisikastudycenter.com)

Yoke electromagnetic merupakan salah satu alat penunjang dalam metode

Magnetic Particle Inspection, alat ini bertujuan untuk mengetahui keretakan pada

suatu komponen menggunakan medan magnet dan serbuk besi. Alat ini

sangatberguna untuk dunia industri, terutama jika alat ini menggunakan arus DC

dikarenakan sangat mudah untuk dibawa ke suatu tempat yang tidak ada listrik

dari PLN yang memerlukan arus AC dan jika proses NDT menggunakan

Penetrant Test memerlukan waktu kurang lebih 20 menit, waktu 20 menit tersebut

merupakan waktu yang cukup lama dalam melakukan NDT pada komponen. Data

pengukuran dapat dilihat pada gambar 4.7 dan 4.9.Oleh karena itu penulis akan

merancang alat yang berjudul “yoke electromagnetic dengan menggunakan arus

DC”.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara merancang alat Yoke Electromagnetic ?

2. Bagaimana hasil analisa keuntungan saat menggunakan Yoke

Electromagnetic pada proses NDT ?

3. Bagaimana Job Safety Analysis (JSA)pada pembuatan dan penggunaan alat

Yoke Electromagnetic ?

3

1.3 Batasan Masalah

Spesimen yang digunakan pada alat ini tidak perlu dilakukan uji material,

adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Penelitian ini dapat mengangkat beban sebesar 3Kg

2. Pada alat ini menggunakan metode Electomagnetic

3. Alat ini menggunakan arus DC

1.4 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan yang akan dicapai dalam penulisan tugas akhir ini sebagai

berikut:

1. Merancang alat Yoke Electromagnetic untuk melakukan kegiatan MPI

2. Menganalisa keuntungan menggunakan alat Yoke Electromagnetic pada

proses NDT

3. Membuat Job safety Environmental Analysis (JSEA) penggunaan alat Yoke

Electromagnetic

1.5 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang akan didapatkan dalam penulisan tugas akhir ini

sebagai berikut:

1.5.1 Manfaat Bagi Industri

Manfaat penelitian ini bagi industri ialah dapat menjadikan penelitian ini

sebagai bahan pedoman dan dapat diaplikasikan di industri tersebut.sehingga

industri dapat meningkatkan produknya

1.5.2 Manfaat Bagi Akademik

manfaat penelitian ini bagi akademik ialah akademik dapat menjadikan

sebagai bahan ajar pembelajaran bagi mahasiswa selanjutnya dan penelitian ini

dapat membawa nama baik akademik dalam kompetensi kejuaraan tingkat

nasional.

4

1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir

Proposal ini disusun menjadi 5 bab yaitu :

1. BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang penulis, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan dalam penulisan tugas akhir, dan sistematika penulisan

2. BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang pengertian umum dari Magnetic Particle

Inspection (MPI) Prinsip kerja dari MPI, Jenis-jenis magnet, pengertian

kumparan, dan elektromagnetik

3. BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini membahas tentang jenis penelitian, waktu penelitian, prosedur

penelitian dan diagram

4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahasan tentang deskripsi objek penelitian analisis data dan

pembahasan hasil penelitian

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil analisa yang merupakan

jawaban dari perumusan masalah yang ada, dan saran yang didapat digunakan

kedepannya

6. DAFTAR PUSTAKA

7. LAMPIRAN

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Menurut Hiroaki Kikuchi, dkk. Sebuahelectromagnetic yoke digunakan

untuk metode Non Destructive Test (NDT) yang berhubungan diantara

sifatmagneticdan sifatmechanical.Parameter magnetik pada bidang korektif dan

mekanikal menunjukkan korelasi yang baik seperti kekerasan. Udara memberikan

dampak pada pengujian diantara yokeprobe dan specimen. Ketika udara melewati

daerah sekitar 50𝜇𝑚. (Hiroaki Kikuchi, dkk, 2008)

Menurut H.Murakami varisasi didalam sifat magnetik pada area dalam

untuk spesimen yang memiliki sifat inhomogeneous telah berhasil mendeteksi

dengan menggunakan sebuah single-yoke probe. Pada simulasi sederhana

terdapat, beberapa gaya medan magnet untuk ∅ = 0, pengukuran dengan sebuah

single-yokepada dua lembar permukaan. Estimasi yang diizinkan pada kekerasan

permukaan didalam inhomogeneous, dua permukaan spesimen, didapat tepat pada

12% untuk poin pengukurannya.(H.Murakami, dkk, 2012).

Menurut Fumitoshi Sato, dkk meneliti sebuah Electromagnetic Yoke

terhadap carbon rendah, dengan dimensi Yoke diantaranya tinggi dari spesimen

hingga puncak Electromagnetic Yoke 35mm, dengan panjang 40mm, serta lebar

Yoke 25mm. Dengan panjang specimen yang diuji 610mm dan lebar 150mm serta

tebal spesimen 6mm. (Fumitoshi Sato, dkk, 2008)

2.2 Teori Dasar

Teori dasar adalah teori yang akan menjadi landasan teori-teori lainnya yang

digunakan pada penulisan tugas akhir ini.

2.2.1 Teori Umum MPI

Saat ini teknik pengujian magnetik partikel sangat luas mencakup perangkat

pemeriksaan portabel, tetap, dan semi-otomatis.Pengujian magnetik partikel

menggunakan magnet permanen, elektromagnet baik menggunakan AC atau DC,

atau kombinasi keduanya.Media deteksi yang tersedia sebagai bubuk kering atau

6

sebagai suspensi cair.Tersedia banyak warna sehingga memberikan kontras

dengan warna permukaan atau latar belakang benda uji dan juga tersedia partikel

fluorescent untuk sensitivitas maksimum. Pengujian magnetik partikel (MT)

adalah metode uji tak rusak Non Destructive Test (NDT) untuk mendeteksi

diskontinuitas, terutama diskontinuitas linear yang terletak di permukaan atau

dekat permukaan pada material feromagnetic. Berdasarkan sifat magnetnya logam

diklasifikasikan menjadi diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetic. Logam-

logam diamagnetik memiliki kerentanan yang kecil dan negative terhadap

magnetisasi (sedikit menolak), air raksa, bismuth, seng, tembaga, perak, dan emas

adalah contoh material diamagnetik.

Logam-logam paramagnetik memiliki kerentanan yang kecil dan positip

terhadap magnetisasi (sedikit tertarik), aluminium, platina, tembaga sulfat,

magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum adalah contohnya. Logam-logam

ferromagnetik – memiliki kerentanan yang besar dan positip terhadap magnetisasi,

memiliki daya tarik yang kuat, dan mampu menahan magnetisasi setelah medan

magnet dihilangkan, besi, cobalt, nikel, dan gadolinium adalah contoh logam

ferromagnetik. Hanya logam logam ferromagnetik yang umumnya diperiksa

menggunakan metoda pengujian partikel magnet.

Magnet adalah material yang memiliki kemampuan menarik besi atau baja

dan material logam lainnya. Apabila material dimagnetisasi maka akan memiliki

52 medan magnet dan akan menarik logam tertentu dan medan magnet lain.

Karena memungkinkan untuk memagnetisasi logam tertentu, maka dimungkinkan

juga untuk menampakkan diskontinyuitas menggunakan media berupa serbuk besi

yang memiliki daya tarik magnet. Medium tersebut diaplikasikan pada permukaan

benda uji setelah atau selama diinduksi medan magnet

Gambar 2.1 Kebocoran medan magnet akibat diskontinuitas menyebabkan

serbukbesi tertarik pada area sekitar diskontinuitas.

Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016

7

Jika sebuah magnet dibengkokkan hingga membentuk lingkaran tertutup,

maka seluruh medan magnet berada di dalamnya dan tidak ada gaya luar, sebuah

retakan pada magnet tersebut akan mengganggu aliran garis gaya magnet dan

menciptakan kebocoran flux. Kebocoran medan atau flux adalah garis gaya

magnet yang meninggalkan komponen bergerak dari satu kutub ke kutub lain

yang berlawanan muatan. Partikel besi hanya akan tertarik

pada tempat dimana garis gaya atau flux memasuki atau meninggalkan

magnet. Pada tempat dimana terjadi kebocoran medan magnet, partikel besi akan

tertarik dan membentuk suatu indikasi diskontinuitas. Diskontinuitas di bawah

permukaan bahkan juga bisa terdeteksi jika kebocoran medannya cukup kuat

untuk menarik partikel besi.Suatu benda termagnetisasi apabila sebagian atau

seluruh domain magnetnya memiliki orientasi ke kutub utara dan selatan seperti

Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Karakteristik Domain Magnet Material yang Tidak Termagnetisasi

dan Termagnetisasi


Kemampuan sebuah magnet untuk menarik atau menolak terpusat pada

daerah yang dinamakan kutub magnet.Kutub utara dan selatan memperlihatkan

daya tarik.Gambar 3.3.di bawah ini yang dinamakan garis gaya magnet yang

membentuk sebuah rangkaian tertutup.

Gambar 2.3. Garis Gaya Magnet


8

Semua garis-garis gaya magnet membentuk medan magnet. Garis-garis gaya

magnet dari sebuah magnet permanen memiliki sifat sebagai berikut:

1) Membentuk rangkaian tertutup antara kutub utara dan selatan.

2) Tidak memotong satu sama lainnya.

3) Selalu mencari lintasan dengan tahanan magnetis yang terkecil.

4) Kerapatannya berkurang dengan bertambahnya jarak dari kutub.

5) Memiliki arah, menurut kesepakatan, dari kutub utara ke kutub selatan di

luarmagnet, dan dari kutub selatan ke kutub utara di dalam magnet.

Gaya yang menarik material magnet lain ke kutub suatu magnet dinamakan

flux megnetik. Flux magnetik tersusun dari semua garis-garis gaya magnet.

Magnettapal kuda akan menarik material magnetis lain hanya pada tempat dimana

garis garis gaya meninggalkan atau memasuki magnet.

Ada beberapa teknik magnetisasi yang dapat digunakan dalam melakukan

pengujian magnetik yaitu magnetisasi melingkar induksi langsung dengan

mengalirkan arus ke dalam benda memakai head shot dan juga bisa memakai

prods. Sedangkan induksi tak langsung bisa dilakukan dengan menempatkan

central konduktor pembawa arus ke dalam benda uji.

Gambar 2.4. Magnetisasi melingkar induksi langsung menggunakan head shot &

prods


Gambar 2.5. Magnetisasi melingkar tak langsung menggunakan central konduktor


9

Teknik magnetisasi yang lain adalah magnetisasi memanjang, dimana

medan magnet memanjang diinduksikan ke dalam spesimen dengan cara

menggunakan yoke dan kumparan atau solenoid. Yoke pada dasarnya merupakan

sebuah magnet tapal kuda temporer, yoke dibuat dari inti besi lunak yang memiliki

retentivity rendah yang dimagnetisasi memakai kumparan kecil disekeliling

batang horozontalnya. Jika panjang spesimen beberapa akali lebih besar dari

diameter atau penampangnya, spesimen dapat dimagnetisasi dengan

menempatkannya di dalam kumparan.

Gambar 2.6. Magnetisiasi memanjang menggunakan yoke


Gambar 2.7. Magnetisasi memanjang menggunakan kumparan


10

Sifat-sifat logam berikut ini dapat menentukan seberapa efektif penggunaan

metoda partikel magnet untuk mengevaluasi sebuah komponen.

1) Permeabilitas, mengacu pada mudah tidaknya medan magnet terbentuk di

dalam benda yang diperiksa. Permeabilitas tinggi mudah menjadi magnet.

Permeabilitas rendah sulit menjadi magnet.

2) Reluktansi, lawan dari permeabilitas magnet. Material dengan permealitias

tinggi akan memiliki reluktansi yang rendah.

3) Magnetisme sisa, mengacu pada jumlah magnetisme yang tertahan setelah

gaya magnet dihilangkan.

4) Retentivity, yaitu kemampuan suatu material untuk menahan sejumlah

tertentu magnetisme sisa.

5) Gaya coercive, yaitu gaya magnet pembalik yang diperlukan untuk

menghilangkan magnetisme sisa dari benda.

Contoh: jika sebuah baja karbon tinggi ditempatkan dalam medan magnet akan

menunjukkan hal-hal berikut:

a) Baja tersebut memiliki permeabilitas rendah karena sulit termagnetisasi.

b) Baja memiliki reluktansi yang tinggi untuk menerima medan magnet karena

tingginya kadar karbon.

c) Baja memiliki medan magnetisme sisa yang tinggi. Baja karbon tinggi

enggan untuk menerima medan magnet, namun enggan juga untuk

mengeluarkannya setelah menerima.

d) Baja memiliki penahanan yang tinggi terhadap medan magnet yang telah ia

peroleh.

e) Diperlukan gaya magnet pembalik yang tinggi untuk menghilangkan

magnetisme sisa dari komponen baja berkadar karbon tinggi.

Keterbatasan pengujian partikel magnet yaitu hanya berlaku untuk material

ferromagnetik.Pengujian partikel magnet tidak mampu mendeteksi diskontinuitas

yang letaknya lebih dalam dari 4 mm di bawah permukaan. Namun demikian,

kedalaman penetrasi akan tergantung pada permeabilitas material, jenis

diskontinuitas, dan besar serta jenis arus yang dipakai.

11

2.2.2. Jenis-jenis Magnet

Magnet mendapat nama dari suatu tempat di yunani yang bernama

magnesia. Mineral yang ditambang dikawasan ini dinamakan magnetite. Oleh

karena itu, nama itu di turunkan menjadi “magnet”. Orang yunani menyebutkan

magnetic, atau magnetos.Orang inggris menyebutnya lodestone karena sifatnya

yang selalu menuju kearah utara dan oleh karena itu dapat dipakai sebagai

pedoman arah.Orang prancis menyebutnya chumbak, batu yang berciuman. Orang

tionghoa juga mengartikan chu she. Nama-nama ini menunjukkan pada sifat gaya

tarik menarik dari batu ini:

Batu magnet yang ditemukan dalam bahan tambang adalah feri oksida

(FeO).Dari bahan ini disiapkan magnet buatan ini disiapkan dengan tiga macam

metode.

a. Magnet alam digosok pada bahan magnet, sebagai hasilnya bahanitu bersifat

magnet namun dengan daya yang lemah

b. Dalam metode membuat magnet dengan menggunakan listrik. Kawat yang

terbungkus isolasi digulungkan mengelilingi sebuah bahan magnet dan arus listrik

dialirkan melewati kumparan ini. Untuk periode waktu yang berbeda guna

memperoleh kekuatan berbeda. Proses ini menghasilkan magnet yang lebih kuat.

c. Ilmuan merancang mesin yang disebut magnetiser. Yang mengubah bahan

magnet menjadi magnet tanpa menggunakan kawat. Mesin ini umum digunakan

untuk membuat magnet buatan dan magnet untuk menyembuhkan.

A. Magnet permanen

Magnet permanen merupakan bahan-bahan logam tertentu yang jika di

magnetisasi maka bahan logam tersebut akan mampu mempertahankan sifat

magnetnya dalam jangka waktu yang lama (permanen), secara umum magnet

pemanen terbagi menjadi 4 jenis yaitu :

1. Ceramic of ferrite

Jenis magnet ini dapat ditemukan dimana saja khususnya dalam bentuk

aksesoris rumah tangga, seperti magnet asksesoris kulkas, mainan anak-anak,

white board, jam dinding, dan lain-lain. Magnet ini kekuatannya relatif kecil dan

kemampuan terapinya sangat lemah dan tidak dianjurkan untuk digunakan dalam

12

terapi magnet.Harganya murah dan warna hitam.Magnet ini adalah magnet paling

rendah tingkatnya.

2. Alnico

Jenis magnet ini dapat ditemukan didalam alat-alat motor (kipas angin,

speaker, mesin motor).Juga sering dijumpai dalam perkakas rumah tangga,

mainan anak-anak dan lainnya.Magnet ini juga sering dijumpai dalam lab

sekolahan bahkan juga dapat ditemukan pada sepatu kuda yang berfungsi untuk

meningkatkan daya lari kuda.Magnet ini kekuatannya relatif sedang dan

kemampuan terapinya sangat lemah dan tidak dianjurkan untuk digunakan dalam

terapi magnet. Harganya murah, magnet ini adalah magnet yang ,masih termasuk

kategori berenergi rendah.

3. Samarium Cobalt (SmCo)

Jenis magent ini dapat ditemukan didalam alat-alat elektronik seperti VCD,

DVD, VCR Player, Handphone, dan banyak lagi.Magnet ini kekuatannya relatif

kuat dan kemampuan terapinya biasa saja, jarang digunakan dalam terapi magnet

pada umumnya. Haganya cukup mahal, magnet ini adalah magnet yang termasuk

kategori berenergi sedang

4. Neodymium Iron Boron (NdFeB or NIB)

Jenis magnet ini dikenal juga dengan sebutan “King Of Magnet” yaitu raja

dari segala magnet permanent yang kita sebut tadi baik dari segi kekuatan magnet,

daya terapi, harga, dan manfaat dalam membantu memulihkan kesehatan tubuh

manusia, magnet ini sangat terkenal diberabagai bidang kesehatan baik secara

fisiotherapy dan pengobatan alternative, juga digunakan oleh rumah sakit-rumah

sakit, dianjurkan untuk kebutuhan terapi karena memiliki energy yang sangat

kuat.

2.2.3. Elektromagnet

Elektromagnet merupakan magnet yang terbuat dari bahan ferromagnetik

yang jika diberikan arus listrik maka bahan tersebut akan menjadi magnet. Tetapi

jika pemberian arus listrik di hentikan. Maka sifat magnet pada bahan tersebut

akan hilang.

Elektromagnet adalah prinsip pembangkitan magnet dengan menggunakan

arus listrik.Aplikasi praktisnya kita temukan pada motor listrik, speaker, relay,

13

dsb. Sebatang kawat yang diberikan listrik DC arahnya meninggalkan kita (tanda

silang), maka disekeliling kawat timbul garis gaya magnet melingkar, lihat

gambar 2,2, sedangkan gambar visual garis gaya magnet didapatkan dari serbuk

besi yang ditaburkan disekeliling kawat beraliran listrik, seperti gambar di bawah

ini.

Gambar 2.8.sifat elektromagnetik

Sumber : Panji sudarmawan 2013

Sebatang kawat pada posisi vertical diberikan arus listrik DC searah panah,

maka arus menuju keatas arah pandang (tanda titik). Garis gaya magnet yang

membentuk selubung berlapis lapis terbentuk sepanjang kawat. Garis gaya magnet

ini tidak tampak oleh mata kita, cara melihatnya dengan serbuk halus besi atau

kompas yang didekatkan dengan kawat penghantar tsb. Kompas menunjukkan

bahwa arah garis gaya sekitar kawat melingkar. Arah medan magnet disekitar

penghantar sesuai arah putaran sekrup (james Clerk Maxwlel. 1831-1879). Arah

arus kedepan (meninggalkan kita) maka arah medan magnet searah putaran sekrup

kekanan. Sedangkan bila arah arus kebelakang (menuju kita) maka arah medan

magnet adalah kekiri.

Gambar 2.9. Garis magnet membentuk selubung seputar kawat berarus

Sumber : Panji sudarmawan 2013

14

Gambar 2.10. Prinsip putaran sekrup

Sumber : Panji sudarmawan, 2013

Aturan sekrup mirip dengan hukum tangan kanan yang

menggenggam.Dimana arah ibu jari menyatakan arah arus listrik mengalir pada

kawat.Maka keempat arah jari menyatakan arah dari garis electromagnet yang

ditimbulkan. Arah aliran arus listrik DC pada kawat penghantar menentukan arah

garis gaya elektromagnet. Arah arus listrik DC menuju kita (tanda titik pada

penumpang kawat), arah garis gaya elektromagnet melingkar berlawanan arah

jarum jam. Ketika arah arus listrik DC meninggalkan kita (tanda silang

penampang kawat), garis gaya electromagnet yang ditimbulkan melingkar searah

dengan jarum jam (sesuai dengan model mengencangkan sekrup). Makin besar

intensitas arus yang mengalir semakin kuat medan electromagnet yang

mengelilingi sepanjang kawat tersebut.

Tidak semua bahan dapat ditarik oleh magnet.Ada bahan yang dapat ditarik

dengan kuat oleh magnet dan ada juga yang tidak dapat ditarik oleh magnet.

Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan dibagi menjadi tiga golongan,

yaitu diamagnetik, paramagnetik dan feromagnetik.(www.perpusku.com, 2016)

A. Ferromagnetic

Ferromagnetic adalah bahan yang sangat kuat yang menarik gaya

magnetik.Contoh bahan feromagnetik adalah besi, nikel, gadolinium dan kobalt.

Jika kemudian digunakan magnetik tersebut walaupun medan luar dihilangkan,

tetapi sifat kemagnetan bahan tetap masih ada. Sifat kemagnetan bahan

feromagnetik bisa hilang jika di pukul-pukul maupun dipanaskan.

B. Paramagnetic

Paramagnetic adalah bahan yang sedikit menarik garis gaya magnetik.

Contoh bahan paramagnetik adalah aluminium, magnesium, titanium, platina dan

fungston. Jika tidak terjadi pengaruh medan magnetik luar, bahan ini tidak


15

memperlihatkan efek dari magnetik dikarenakan momen magnetik total yang

diakibatkan gerak orbital dan juga elektron relatif kecil. Tapi jika diberikan

pengaruh dari medan magnet luar, sehingga akan timbul momen yang cenderung

mensejajarkan medan magnet dalam dengan medan magnet luar.

C. Diamagnetic

Diamagnetik adalah bahan yang sedikit menolak garis gaya magnetik.

Contoh bahan diamagnetik adalah natrium, perak, bismut, raksa, dan intan. Ketika

tidak ada pengaruh medan magnet luar, momen magnetik akibat gerak orbital dan

spin elektron saling meniadakan. Saat ada pengaruh medan magnet luar, maka

akan timbul medan magnet dalam tetapi masih lebih kecil.

Gambar 2.11.Diamagnetic, paramagnetic, ferromagnetic

Sumber :www.perpusku.com, 2018

2.2.4.Pengertian Kumparan

Kumparan adalah sebuah gulungan kawat berisolator untuk dialiri arus

listrik atau suatu gulungan kawat diatas suatu inti.Kumparan merupakan ukuran

bagi arus yang dibawa oleh kumparan tersebut.sebuah cermin yang dipasang pada

kumparan menyimpangkan seberkas cahaya dan menyebabkan sebuah bintik

cahaya yang telah diperkuat bergerak diatas skala pada suatu jarak dari

instrument.Fek optiknya adalah sebuah jarum penunjuk yang panjang, tetapi

massanya nol. Dengan demikian penyimpangan kumparan merupakan ukuran bagi

arus yang dibawa oleh kumparan tersebut.

A. Jenis-jenis Kumparan

a. Kumparan primer

Kumparan Primer adalah bagian dari coil yang berupa lilitan kabel yang

jumlah lilitannya lebih sedikit dari pada kumparan sekunder.


16

Ciri-ciri :

Menciptakan medan magnet

Penampang kawatnya besar

Jumlah gulungan sedikit (+/400 gulungan).

b. Kumparan sekunder

Kumparan sekunder adalah bagian dari coil berupa lilitan kabel yang jumlah

lilitannya lebih banyak dari pada kumparan primer

Ciri-ciri :

Merubah induksi menjadi tegangan tinggi

Penampang kawat kecil

Jumlah gulungan banyak (+30.000 gulungan)

Rumus kuat medanmagnetic, dan jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh

kawat (m), banyaknya lilitan, kuat arus dan dalam satuan standard sebagai berikut:

𝐵 =𝜇𝑜 𝑖𝑁

2𝑎

Sumber: www.fisikastudycenter.com

Keterangan:

𝐵 = Kuat medan magnetic (T)

𝑎 = Jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh kawat (m)

𝑖= Kuat arus listrik (A)

𝑁 = Banyaknya lilitan

𝜇𝑜 = 4𝜋 × 10−7dalam satuan standard

2.2.5Resistor Dan Regulator

A. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan

didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi

tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin, nilai

tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir,

berdasarkan hukum Ohm:

(2.2)

17

Gambar 2.13. Resistor

Sumber : id.wikipedia.org,

(𝑉 = 𝐼𝑅) (𝐼 =𝑉

𝑅 )

Keterangan:

V = Voltage

I = Arus

R = Tegangan

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit

elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering

digunakan.Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film,

bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti

nikel-kromium).Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya

listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau

listrik (noise), dan induktansi Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit

hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki

bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan

disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

B. Regulator

Regulator adalah pengatur tegangan merupakan rangkaian elektronika yang

berfungsi mempertahankan atau memastikan tegangan pada nilai tertentu secara

otomatis.Rangkaian voltage regulator bisa ditemukan di berbagai jenis adaptor

untuk alat-alat elektronik seperti smartphone, notebook, konsol game, dan masih

banyak lagi yang lainnya.Rangkaian voltage regulator membuat tegangan stabil

bebas dari segala jenis gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun).

Tentunya tegangan yang stabil dan bebas gangguan tersebut sangat

dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang berbasis digital

(2.3)

18

seperi mikroprosesor ataupun mikrokontrol. Tegangan output yang ada pada

voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan input, beban,

maupun suhu. (Belajarelektronika.NET)

C. Jenis-jenis IC Voltage Regulator

Terdapat beberapa cara pengelompokan Pengatur Tegangan yang berbentuk

IC (Integrated Circuit), diantaranya adalah berdasarkan Jumlah Terminal (3

Terminal dan 5 Terminal), berdasarkan Linear Voltage Regular dan Switching

Voltage Regulator. Sedangkan cara pengelompokan yang ketiga adalah dengan

menggolongkannya menjadi 3 jenis yakni Fixed Voltage Regulator, Adjustable

Voltage Regulator dan Switching Voltage Regulator.

1. Fixed Voltage Regulator

IC jenis Pengatur Tegangan Tetap (Fixed Voltage Regulator) ini memiliki

nilai tetap yang tidak dapat disetel (di-adjust) sesuai dengan keinginan

Rangkaiannya. Tegangannya telah ditetapkan oleh produsen IC sehingga

Tegangan DC yang diatur juga Tetap sesuai dengan spesifikasi IC-nya. Misalnya

IC Voltage Regulator 7805, maka Output Tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt

DC. Terdapat 2 jenis Pengatur Tegangan Tetap yaitu Positive Voltage Regulator

dan Negative Voltage Regulator.Jenis IC Voltage Regulator yang paling sering

ditemukan di Pasaran adalah tipe 78XX.Tanda XX dibelakangnya adalah Kode

Angka yang menunjukan Tegangan Output DC pada IC Voltage Regulator

tersebut.Contohnya 7805, 7809, 7812 dan lain sebagainya.IC 78XX merupakan

IC jenis Positive Voltage Regulator. IC yang berjenis Negative Voltage Regulator

memiliki desain, konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis

PositiveVoltage Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada Tegangan

Outputnya. Contoh IC jenis Negative Voltage Regulator diantaranya adalah 7905,

7912 atau IC Voltage Regulator berawalan kode 79XX.

IC Fixed Voltage Regulator juga dikategorikan sebagai IC Linear Voltage

Regulator.Dibawah ini adalah Rangkaian Dasar untuk IC LM78XX beserta

bentuk Komponennya (Fixed Voltage Regulator).

19

Gambar 2.14. Rangkaian Dasar IC Voltage Regulator

Sumber : teknikelektronika.com

2. Adjustable Voltage Regulator

IC jenis Adjustable Voltage Regulator adalah jenis IC Pengatur Tegangan

DC yang memiliki range Tegangan Output tertentu sehingga dapat disesuaikan

kebutuhan Rangkaiannya. IC Adjustable Voltage Regulator ini juga memiliki 2

jenis yaitu Positive Adjustable Voltage Regulator dan Negative Adjustable

Voltage Regulator. Contoh IC jenis Positive Adjustable Voltage Regulator

diantaranya adalah LM317 yang memiliki range atau rentang tegangan dari 1.2

Volt DC sampai pada 37 Volt DC. Sedangkan contoh IC jenis Negative Adjustable

Voltage Regulator adalah LM337 yang memiliki Range atau Jangkauan Tegangan

yang sama dengan LM317. Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada

kedua jenis IC Adjustable Voltage Regulator adalah sama. Yang membedakannya

adalah Polaritas pada Output Tegangan DC-nya.IC Fixed Voltage Regulator juga

dikategorikan sebagai IC Linear Voltage Regulator.Dibawah ini adalah Rangkaian

Dasar IC LM317 beserta bentuk komponennya (Adjustable Voltage Regulator).

Gambar 2.15. Rangkaian Adjustable Voltage Regulator

Sumber : teknikelektronika.com

20

3. Switching Voltage Regulator

Switching Voltage Regulator ini memiliki Desain, Konstruksi dan cara kerja

yang berbeda dengan IC Linear Regulator (Fixed dan Adjustable Voltage

Regulator). Switching Voltage Regulator memiliki efisiensi pemakaian energi

yang lebih baik jika dibandingkan dengan IC Linear Regulator. Hal ini

dikarenakan kemampuannya yang dapat mengalihkan penyediaan energi listrik ke

medan magnet yang memang difungsikan sebagai penyimpan energi listrik. Oleh

karena itu, untuk merangkai Pengatur Tegangan dengan sistem Switching Voltage

Regulator harus ditambahkan komponen Induktor yang berfungsi sebagai elemen

penyimpan energi listrik.

21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian adalah rancang bangun alat yoke electromagneticdengan

menggunakan sistem electromagneticDC

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Dalam pembuatan alat ini perlu menentukan tempat dan waktu penelitian

sebagai berikut:

Tempat Penelitian :Workshop TMAB Politeknik Negeri Balikpapan

Waktu Penelitian : April – Juni 2018.

3.3. Peralatan dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang diperlukan ialah sebagai berikut:

3.3.1. Alat

Alat yang di perlukan dalam penelitian ialah:

1. Mesin las yang berfungsi untuk menyambung antara suatu material dengan

material yang lain nya.

2. Mesin bor digunakan untuk membuat lubang pada besi baja.

3. Gerinda duduk/gergaji besi untuk memotong material.

4. Kikir berfungsi untuk menghaluskan material yang telah dipotong.

5. Penggaris digunakan untuk mengukur panjang besi.

6. Avometer berfungsi untuk mengukur arus listrik (A), voltase (V), dan

hambatan (O).

7. Solder berfungsi untuk memanaskan timah untuk rangkaian listrik.

22

3.3.2.Bahan

Adapun bahan yang diperlukan adalah:

1. Besi baja sebagai penghantar medan magnet.

2. Kumparan berfungsi sebagai penghantar arus listrik dan sebagai lilitan

kumparan untuk membuat medan magnet.

3. Kabel berfungsi sebagai penghantar arus listrik.

4. Baterai 24 volt berfungsi sebagai energi listrik

5. Timah solder untuk membuat rangkaian alat.

6. Elektroda las berfungsi sebagai bahan untuk pengelasan listrik.

7. Fuse berfungsi sebagai pemutus arus listrik pada saat terjadi hubungan

singkat (short) atau arus berlebih (over current) pada rangkaian listrik.

8. Switch berfungsi sebagai pemutus dan penghubung arus listrik.

3.4. Prosedur Penelitian

1. Membuat desain untuk mengetahui gambaran awal benda yang akan dibuat

2. Menentukan bahan apa saja yang diperlukan

3. Perancangan alat untuk memberikan ukuran pada bahan

4. Pemotongan besi untuk membuat penghantar medan magnet

5. Gunakan gerinda untuk meratakan permukaan dan kikir untuk

menghaluskan permukaan.

6. Mengelas material besi baja yang telah dipotong

7. Gerinda material besi yang telah dilas

8. Menggulung tembaga pada besi baja hingga menjadi lilitan kumparan

9. Membuat rangkaian listrik

10. Merakit semua elemen pendukung alat seperti fuse,kabel,timah, dan lain

lain, dengan menggunakan solder dan baut

11. Siapkan baterai sebagai sumber arus listrik

12. Melakukan percobaan pada material dengan berat 3Kg

13. Pengambilan data kinerja alat

14. Tentukan standar JSA pada alat yoke electromagnetic

23

3.4.1 Desain

Dalam membuat desain yoke electromagnetic yang menggunakan arus

listrik DC sebagai pembangkit medan magnet.

Gambar 3.1. Desain 2D Alat Yoke Electromagnetic

sumber: Dokumen Pribadi

24

Gambar 3.2. Desain 3D Alat Yoke Electromagnetic

sumber: Dokumen Pribadi

Keterangan:

1. Handle

2. Besi Cylinder

3. Kumparan/Coil

4. Kabel Output Power Supply(+) (-)

5. Regulated Power Supply

6. Kabel (+)

7. Kabel (-)

8. Battery

4

5

1

2

3

2

7

6

8

25

3.5. Metode Penelitian

Mulai

Tujuan dan Manfaat

Tinjauan Pustaka

Perancangan dan

Penentuan spesifikasi

alat

Menyiapkan alat

dan bahan

Alat dan

bahan

sesuai ?

TIDAK

Pembuatan dan

Perakitan alat

YA

Uji Coba Alat

A

A

Hasil

percobaan

sesuai ?

TIDAK

YA

Pengambilan data

hasil percobaan

Menganalisa hasil

data percobaan

Membuat JSEA alat

Kesimpulan

selesai

Gambar 3.3. Metode Penelitian

Sumber: Dokumen Pribadi

26

3.6. Jadwal Kegiatan

Kegiatan akan dilaksanakan pada jadwal dengan yang ada pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Jadwal Pelaksanaan Kegiatan

NO Jadwal

Kegiatan

Bulan

3 4 5 6

1. Melakukan

tinjauan

pustaka

2. Merancang dan

menentukan

spesifikasi alat

3. Ujian Proposal

tugas akhir

4. Menyiapkan

alat dan bahan

5. Pembuatan dan

perakitan alat

6. Uji coba alat

7. Pengambilan

data hasil

percobaan

8. Membuat JSA

alat

9. Kesimpulan

10. Ujian Tugas

akhir


Keterangan:

:Sudah Dilakukan

:Belum Dilakukan

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Perancangan alat Yoke Electromagnetic

Hasil perancangan alat Yoke Electromagnetic ini telah sesuai dari

perencanaan, alat ini mampu mengangkat specimen seberat 3kg, alat ini berfungsi

dengan baik dalam proses Magnetic Partikel Inspection (MPI). Alat ini

menggunakan arus DC sehingga alat ini lebih efesien pada saat melakukan MPI di

tempat yang tidak ada listrik AC. Alat ini juga dilengkapi system regulator yang

berguna untuk mengatur tegangan dan arus pada Yoke Electromagnetic. Gambar

4.1 menunjukkan design alat Yoke Electromagnetic yang sudah sesuai dengan

perencanaan.

Gambar 4.1. Merupakan Alat Yoke Electromagnetic


Keterangan :

1. Battery 12 volt

2. Besi Cylinder

3. Coil/Kawat Email 0,75 mm

4. Kabel Output Power Supply

5. Regulated Power Supply

6. Kabel +

7. Kabel –

8. Serbuk Besi

28

4.2. Pembahasan Perancangan alat Yoke Electromagnetic

4.2.1. Besi Cylinder

Besi cylinder adalah besi yang berbentuk bulat pejal dengan diameter 1

inchi, dipotong menjadi 3 dengan panjang pada potong pertama 20 cm sebagai

tempat untuk melilit kawat email atau coil, potongan kedua dan ketiga dengan

panjang 15 cm sebagai penghubung medan magnet kemudian dibubut hingga

diameter 20 mm. pada gambar 4.2 merupakan hasil perancangan dari pembahasan

diatas. Besi silinder sangat baik dalam menghantarkan medan magnet dan

mempermudah dalam proses penggulungan kumparan/coil, besi dengan panjang

15cm bertujuan agar medan magnet pada lilitan kumparan tidak menganggu

konsentrasi serbuk besi saat melakukan pengujianNon Destructive Test(NDT), hal

ini disebabkan luas penampang pasa sisi samping besi sangat kecil dikarenakan

berbentuk cylinder, sehingga medan magnet pada sisi besi sangat kecil

dibandingkan pada ujung besi dimana specimen akan ditempekan jauh lebih besar

medan magnet yang dihasilkan. Besi dengan panjang 20cm dan diameter 1 inchi

bertujuan agar diameter lilitan kumparan tidak terlalu besar sehingga nyaman saat

memegang Yoke Electromagnetic.

Gambar 4.2. Perancangan Besi Cylinder yang telah dibuat


29

4.2.2.Kawat Email

Kawat email adalah jenis magnetic coil dengan standar American Wire

Gauge (AWG) nomor 21, diameter 0,7239 mm, tahanan 12.8 ohm/1000ft, arus

maksimal 1,2A.Spesifikiasi ini diambil dari standar AWG pada lampiran 1.

Penggunaan kawat email nomor 21 ini cukup baik, pertama diameter yang cukup

besar bertujuan agar pada proses penggugulungan lebih mudah dan tidak mudah

putus, kedua tahanan yang relative kecil hal ini bertujuan agar arus yang mengalir

pada kawat email lebih maksimal, namun arus maksimal yang digunakan hanya

sampai 1,2A, hal ini bertujuan agar temperature dari kawat tidak terlalu tinggi.

Panjang kawat email yang digunakan 50 meter. Dililit pada Besi Cylinder hingga

memenuhi batang besi Cylinder, lalu lilit hingga ±595 lilitan, kawat email yang

telah dililit akan membentuk kumparan/coil.Dengan jumlah lilitan tersebut

bertujuan untuk meminimalisir panas yang dihasilkan coil.Berdasarkan rumus 2.2

didapatkan hasil perhitungan kekuatan medan magnet(B). 𝐵 = 1 ×

10−2T.Perhitungan dapat dilihat di lampiran 2.Pada gambar 4.3 merupakan hasil

lilitan kawat email yang telah di bentuk menjadi kumparan.

Gambar 4.3.Coil/Kawat Email yang telah di gulung


30

4.2.3. Regulated Power Supply

Regulated Power Supply adalah suatu komponen yang mampu mengatur

tegangan (V) dan arus (A) pada rangkaian DC alat Yoke

Electromagnetic.Regulated Power Supply ini bertipe DP30VA-L,inputRegulated

Power supply ini dari 6–40,00V dan 40 Volt adalah batas maksimum input nya.

Rentang tegangan output dari 0-32,00V, output arus dari 0–5,100A, output daya

nya 0–160W, sedangkan ketelitian dari tengangan adalah 0,01V dan ketelitian

pada arus nya adalah 0,001A. ketepatan pada output tegangan ±(0,5% + 1 digit),

ketepatan pada output arus ± (1% + 3 digit), berat pada Regulated Power Supply

adalah 73g. Jangan hubungkan pada arus AC jika tidak maka Regulated Power

Supply ini akan terbakar dan jika daya supply dihubungkan dengan output maka

akan menyebabkan Regulated Power Supply ini terbakar. Pada Gambar 4.4

merupakan alat Regulated Power Supply.

Gambar 4.4. Merupakan Regulated Power Supply


Keterangan:

1. Tombol Switch ON/OFF

2. Tombol SET

3. Menaikkan Tegangan (V) dan Arus (A)

4. Menurunkan Tegangan (V) dan Arus (A)

Cara menggunakan Regulated Power Supply:

1

2

3

4

31

1. Mengaktifkan atau menonaktifkan output: Tekan tombol ON/OFF satu kali

untuk mengaktifkan dan menonaktifkan dengan sesuai keinginan, saat

menonaktifkan output dilihat pada LED yang bertuliskan OFF.

2. Mengatur output tegangan (V) dan Arus (A): Tekan tombol SET perlahan,

tampilan LED akan berkedip. Tekan tombol (+)/ tombol nomor 3 untuk

menaikkan Tegangan (V) dan Arus (A) dan tombol (-)/ tombol nomor 4 untuk

menurunkan Tegangan (V) dan Arus (A). Tekan tombol SET lagi untuk

mengganti dari 0,001V ke 0,1V ke 1V lalu ke 0,001A ke 0,1A ke 1A, pada saat

selesai mengatur dan tidak menekan tombol SET, maka dalam 6 detik secara

otomatis nilai yang diatur telah tersimpan.

4.2.4.Serbuk Besi dan Pompa Low Pressure

Serbuk besi merupakan serbuk dengan kandungan Fe yang tinggi sehingga

lebih memiliki respon yang tinggi terhadap medan magnet, Serbuk besi ini ber

tipe kering. Oleh karena itu serbuk besi ini dapat digunakan dalam melakukan

Magnetic Particle Inspaction untuk mendeteksi ada nya keretakan pada suatau

komponen.Serbuk besi ini memiliki tekstur yang halus sehingga mudah memasuki

ruang yang terjadi retak, serbuk ini berwarna hitam.Pada gambar 4.5 merupakan

Serbuk Besi tipe kering. Pada penggunaan serbuk besi kering membutuhkan

pompa low pressure seperti pada gambar 4.6 yang bertujuan agar serbuk besi yang

tidak menempel pada specimen dapat dihilangkan, hal ini agar mudah untuk

melihat keretakan pada suatu komponen.

Gambar 4.5. Serbuk besi berwarna hitam


32

Gambar 4.6.Pompa Low Pressure


Pompa Low Pressure berfungsi untuk membersihkan serbuk besi yang tidak

melekat pada kecacatan pengelasan.Cara menekan Pompa Low Pressure secara

perlahan, agar serbuk besi yang telah melekat tidak ikut terbuang.

4.3. Hasil Analisa (Job Safety Analysis) JSA Pada Pembuatan dan

Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic

Hasil analisa JSA dalam pembuatan dan penggunaanalat Yoke

Electromagneticyang bertujuan untuk seorang pekerja dalam membuat atau

menggunakan alat Yoke Electromagnetic ini secara aman, dan pada saat

melakukan pekerjaan ini para pekerja dapat terhindar dari bahaya yang tidak

diinginkan. JSA ini dibuat dalam bentuk tabel.Pada Tabel 4.1 merupakan tabel

pembuatan dan tabel 4.2 merupakan tabel penggunaan alat Yoke Electromagnetic.

Tabel 4.1 JSA Pembuatan Alat Yoke Electromagnetic

NO Uraian Pekerjaan Bahaya/ Resiko

Setiap Langkah

Rekomendasi

Tindakan Control

1. Persiapkan alat dan

Benda Kerja

1. Tersandung

2. Terpeleset

3. Kejatuhan alat

dan Benda kerja

1. Bersihkan area

jalan dan rapikan

benda yang

berserakan

2. Lakukan manual

handling dengan

33

benar

3. Menggunakan

APD

2. Proses pengangkatan alat

dan benda kerja

1. Kejatuhan alat

dan benda kerja

2. Terpeleset

1. Lakukan manual

handling dengan

benar

2. Pastikan lantai

bersih dari ceceran

oli dan air

3. Menggunakan

APD

3. Pemotongan bahan 1. Mata gerinda

patah mengenai

wajah

2. Percikan

pemotongan

terkena mata

3. Bahan yang

telah dipotong

terjatuh

1. Pastikan percikan

gerinda kea rah

yang aman

2. Jepit bahan yang

akan di potong

menggunakan

ragum

3. Menggunakan

APD

4. Pengelasan bahan 1. Kesetrum

2. Mata terkena

percikan las/

sinar las

3. Tangan melepuh

4. Bahan rusak

1. Hati-hati pada saat

mengelas, dan

pastikan posisi

stabil

2. Pastikan mengelas

di tempat yang

kering

3. Menggunakan

APD

34

5. Perakitan rangka 1. Tangan tergores

2. Kejatuhan benda

1. Pastikan posisi

dalam keadaan

stabil

2. Menggunakan

APD

6. Rangkaian Elektronik 1. Kesetrum

2. Komponen

elektronik rusak

1. Pastikan pada saat

merangkai di

tempat yang kering

2. Gunakan fuse

3. Gunakan 2 kabel

agar mudah

membedakan

antara phasa dan

netral

4. Menggunakan

APD

7. House Keeping

1. Tersandung

2. terpeleset

1. pastikan daerah

kerja bersih dan

rapi

2. Menggunakan

APD

Tabel 4.2 JSA Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic

NO Uraian Pekerjaan Bahaya/Resiko

Setiap Langkah

Rekomendasi

Tindakan Control

1. Persiapkan tool dan benda

kerja

1. Tersandung

2. Kejatuhan tool

dan benda kerja

1. Pastikan lantai

bersih, tidak

ada air/oli

35

3. Terpeleset yang tercecer

2. Lakukan

manual

handling

dengan tepat

3. Menggunakan

APD

2. Pemasangan Kabel (+) dan (-)

pada battery

1. Kesetrum

2. Tangan terkena

percikan api

3. Terpeleset saat

menghubungkan

1. Pastikan

tangan dalam

keaadaan

kering

2. Menggunakan

APD

3. Proses MPI 1. Kejatuhan tool

2. Kesetrum

1. Pastikan

tangan dalam

keaadaan

kering dan

gunakan

sarung tangan

2. Menggunakan

APD

4. House Keeping 1. Tersandung

2. Terpeleset

1. pastikan

daerah kerja

bersih dan rapi

2. Menggunakan

APD

4.4. Langkah-Langkah Menggunakan Alat Yoke Electromagnetic Dengan

Menggunakan Arus DC

Langkah-langkah pada saat menggunakan alat Yoke Electromagnetic ini

sangat penting, agar pada saat melakukan MPI berjalan dengan lancar dan baik,

36

pekerja dapat melakukan MPI dengan baik dan tidak mengalami cidera yang

serius dan alat tidak mengalami kerusakan.

1. Gunakan APD

2. Persiapkan tool dan benda kerja

3. Pastikan tool berfungsi

4. Pastikan battery berfungsi dengan baik

5. Hubungkan kabel (+) terlebih dahulu pada battery,kemudian kabel (-)

6. Bersihkan benda kerja yang mau diuji dengan contact cleaner

7. Usap benda kerja dengan kain yang telah di semprotkan dengan contact

cleaner

8. Tekan tombol ON pada regulated power supply

9. Tekan tombol SET untuk mengatur tegangan dan arus sesuai keinginan

10. Tempelkan tool pada benda kerja

11. Tabur serbuk besi secara merata

12. Tiup perlahan serbuk besi dengan pompa angin sederhana

13. Lihat hasil serbuk besi yang melekat pada benda kerja

14. Tandai hasil keretakan pada benda kerja

15. Tekan tombol OFF pada regulated power supply

16. Lepas tool dari benda kerja

17. Lepas kabel (-) terlebih dahulu dari battery kemudian kabel (+)

18. Bersihkan benda kerja dari serbuk besi yang menempel pada benda kerja

19. Bersihkan tool dari serbuk besi yang menempel

20. House Keeping

4.5. Hasil Pengujian alat Yoke Electromagnetic

Hasil uji coba pada Yoke Electromagnetic menunjukkan kecacatan pada

benda yang telah diuji, seperti sebuk besi yang seperti tanda merah di gambar 4.7.

dan menunjukkan waktu yang diperoleh dari penggunaan Yoke Electromagnetic

11 menit, regulated power supply yang diatur dengan tegangan 12V dan 5A,dapat

dilihat pada gambar 4.8.Hal ini dikarenakan menggunakan baterai 12V, dengan

menggunakan battery 12V dapat meminimalisir panas yang dihasilkan coil serta

efesiensi bahan yang digunakansertahasil dari penetrant test yang ditandai

37

lingkaran warna merah pada gambar 4.9.dengan waktu penggunaan penetrant test

yang membutuhkan waktu 25 menit.

Gambar 4.7. Hasil Menggunakan Yoke Electromagnetic


Gambar 4.8. Hasil Menggunakan Regulated Power Supply


Gambar 4.9. Hasil Menggunakan Penetrant Test


4.6. Hasil Analisa Keuntungan Dalam Penggunaan Alat Yoke

Electromagnetic.

Hasil analisa keuntungan dalam penggunaan alat Yoke Electromagnetic

terdapat beberapa poin didalam nya, yaitu dari segi waktu dan ketelitian dalam

38

mendeteksi keretakan pada suatu komponen.Hasil analisa dituangkan dalam

bentuk diagram seperti pada gambar 4.10 sebagai keuntungan dari segi waktu,

gambar 4.11 kekuatan yoke electromagnetic dalam mengangkat komponen.

Gambar 4.10. Keuntungan Waktu Menggunakan Penetrant Test dan Yoke

Electromagnetic

Sumber : Dokumen Pribadi

Berdasarkan diagram gambar 4.10 keuntungan waktu menggunakan

Penetrant Test dan Yoke Electromagnetic, dalam menggunakan Penetrant Test

lebih lama saat melakukan pengujian NDT yang membutuhkan waktu 25 menit,

dalam proses Penetrant Test waktu terlama pada pengujian ini adalah saat

menunggu hasil. Sedangkan dengan menggunakan alat Yoke Electromagnetic

lebih cepat saat melakukan pengujian NDT, hanya membutuhkan waktu 11 menit

dan hasilnya juga dapat terlihat dengan baik.Dapat dilihat pada gambar 4.7.

Untuk menentukan Spesifikasi dari alat ini perlu dilakukan sebuah

pengujian terhadap variasi beban yang diangkat, variasi beban ditentukan

kemudian diuji sebanyak 4 kali per tegangan maupun arus.Pengujian ini

dituangkan dalam bentuk grafik seperti berikut:

02468

1012

Persiapan ProsesTesting

MenungguHasil

PembersihanKomponen

wak

tu (

me

nit

)

Urutan Pekerjaan

Keuntungan Dari Segi Waktu

Menggunakan Penetrant

Test

Menggunakan Yoke

Electromagnetic

39

Gambar 4.11. Pengangkatan dengan 12V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen




1 Kg

2 Kg

3.5 Kg4 Kg

0

1

2

3

4

12V 1A12V 2A

12V 3A12V 4A

12V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS

TEGANGAN 12V DAN ARUS 1-5A

1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

11V 1A 11V 2A11V 3A

11V 4A11V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

40





1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

10V 1A 10V 2A10V 3A

10V 4A10V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

9V 1A 9V 2A9V 3A

9V 4A10V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

41





1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

8V 1A 8V 2A8V 3A

8V 4A8V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

7V 1A 7V 2A7V 3A

7V 4A7V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

42





1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

6V 1A 6V 2A6V 3A

6V 4A6V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

5V 1A 5V 2A5V 3A

5V 4A5V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

43





1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

4V 1A 4V 2A4V 3A

4V 4A4V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

1

2

3

4

3V 1A 3V 2A3V 3A

3V 4A3V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

44





Berdasarkan grafik pada gambar 4.11 s/d gambar 4.22 dapat diambil

kesimpulan bahwa tegangan yang dapat digunakan adalah 4 sampai 12V,

sedangkan arus yang digunakan adalah 4 sampai 5 ampere. pada tegangan 12V

dan 5.1A dangan beban 1kg s/d 3.5 spesimen mampu terangkat dengan baik,

sedangkan saat berat specimen 4Kg medan magnet tidak mampu mengangkat

beban tersebut. Sehingga penelitian dilanjutkan dengan beban maksimum yaitu

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2V 1A 2V 2A2V 3A

2V 4A2V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

1 Kg

2 Kg3.5 Kg

4 Kg

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1V 1A 1V 2A1V 3A

1V 4A1V 5A

JUM

LAH

TER

AN

GK

AT

TEGANGAN DAN ARUS


1 Kg

2 Kg

3.5 Kg

4 Kg

45

dengan berat spesimen 3.5Kg dengan variasi tegangan dan amper.Hal ini dapat

dilihat pada gambar 4.23.

Gambar 4.23. Kekuatan Yoke ElectromagneticDalam Mengangkat Specimen


Berdasarkan kurva kekuatan Yoke Electromagnetic dapat dilihat pada

gambar 4.23, bahwa kekuatan Yoke Electromagnetic mengangkat specimen

dengan berat 3,5kg, dapat mengangkat setinggi 57cm pada tegangan 12Vdan arus

5A, pada tegangan 12V dan arus 4A masih mampu mengangkat setinggi 53cm,

sedangkan pada saat tegangan 12V dan arus 3 sampai 1A tidak mampu

mengangkat specimen dengan berat 3,5kg. Data pengujian ini berfungsi untuk

memastikan kondisi Yoke Electromagnetic dan Regulated Power Supply dalam

keadaan baik.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5A 0 0 35 38 46 49 52 53 53 55 56 57

4A 0 0 0 22 25 29 36 40 40 45 46 53

3A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0

10

20

30

40

50

60

Tin

ggi (

cm)

Kekuatan Yoke Electromagnetic

Volt

46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil perancangan pada proses pengujian (Non Destructive Test) NDT

pada Yoke Electromagnetic, dapat disimpulkan bahwa:

1. Yoke Electromagnetic ini menggunakan arus DC dan serbuk besi sebagai

bahan penunjang dalam proses (Magnetic Particel Inspaction) MPI

2. Yoke Electromagnetic ini dapat berfungsi dengan baik.

3. alat Yoke Electromagnetic dapat melihat hasil keretakan dalam waktu 11

menit.

4. Alat ini berhasil mengangkat beban seberat 3,5kg dengan ketinggian 57cm,

pada tegangan 12 volt dan 5 ampere, semakin rendah tegangan, semakin rendah

medan magnet yang dihasilkan.

5.2. Saran

Berdasarkan kesimpulan, alat ini sudah bekerja dengan baik namun dalam

proses penggunaan maupun pembuatan diharapkan lebih berhati-hati untuk

menghindari resiko bahaya saat melakukan MPI menggunakan Yoke

Electromagnetic DC, diharapkan alat ini dapat dikembangkan lebih baik lagi

kedepannya.

47

DAFTAR PUSTAKA

Kikuchi, H., Tong Liu, Katsuyuki Ara, Yasuhiro Kamada, Satoru Kobayasi, dan

Seiki Takahashi. (2008).“ A Magnetic Yoke Probe for In Situ Magnetic

Measurements”.Japan: Iwate University

Kikuchi, H., Fumitoshi Sato, Katsuyuki Ara, Yushiro Kamada, Satoru Kobayasi.

(2008). “ Feasibility Study of Magnetic NDE by Impedance Measurement

using Single-yoke “.Japan: Iwate University

Murakami, H., H.Khikuchi, K.Ara., (2012). “Feasibility Study for Non-

Destructive evaluation of Magnetic Properties and Hardness of two-layered

specimens by magnetic single-yoke probe”.Japan: ELSEVIER

Panji Sudarmawan (2013). “Laporan praktikum (NDT), (MPI)”.Banten:

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Rafe’I,A., (2011).“Laporan praktikum non destructive test (NDT) Magnetic

particle inspection”.Banten: Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Wahyudi,M,T., dan Kurniyanto, H,B., (2015), “Pengembangan materi

pembelajaran mata kuliah teori NDT”.Surabaya, Politeknik Negeri

Surabaya

id.wikipedia.org/resistor/

www.desetyawan.wordpress,com/2016/12/01/mekanika-keretakan-fracture-

mecanics/amp/

www.perpusku.com./Diamagnetik-paramagnetic-feromagnetik-pengertian-dan-

contohnya/

www.teknikelektronika.com/komponen-ektronika/jenis-jenis-elektronika-ic-

voltage-regulator-pengatur-tegangan/

www.scrib.com/doc/36253489/pengertian-logam/

www.fisikastudycenter.com/rumus-fisika/269-rumus-kuat-medan-magnetik-12-

sma

www.en.m.wikipedia.org/wiki/american_wire_gaug

http://www.perpusku/

48

LAMPIRAN

LAMPIRAN 1

Tabel :American Wire Gauge (AWG) cable / conductor sizes and properties

Sumber: www.en.m.wikipedia.org

49

LAMPIRAN 2

Perhitungan Kuat Medan Magnet:

𝐵 = 𝜇𝑂 𝑖 𝑁

2𝑎

𝐵 = 4𝜋 × 10−7 ∙ 5 ∙ 595

2 ∙ 0,13

𝐵 =4 ∙ 3,14 × 10−7 ∙ 5 ∙ 595

2 ∙ 0,13

𝐵 = 0,0037366

0,26

𝐵 = 0,01

𝐵 = 1 × 10−2

Documents

RANCANG BANGUNYOKE ELECTROMAGNETIC DENGAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/150309263191_2018.pdf · kecuali dalam kutipan saya sebutkan ... Logam merupakan unsur kimia yang mempunyai