USULAN
PENELITIAN DOSEN PEMULA
PENGEMBANGAN SISTEM AKUISISI DATA UNTUK EVALUASI TINGKAT
KESEHATAN MESIN DIESEL BERBASIS PADA ANALISA AKUSTIK
TIM PENGUSUL
Sukma Firdaus, S.Si., M.T (Ketua) NIDN : 1130088701
Marlia Adriana, S.T., M.T (Anggota) NIDN : 1123038202
POLITEKNIK NEGERI TANAH LAUT
APRIL 2014
Kode/Nama Rumpun Ilmu : 455/Teknik Kendali (Atau Instrumentasi dan Kontrol)
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Sampul ..................................................................................................................... i
Halaman Pengesahan ............................................................................................................... ii
Daftar Isi .................................................................................................................................. iii
Ringkasan ................................................................................................................................ iv
Bab 1 Pendahuluan .................................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ......................................................................................................... 3
1.4 Rumusan Masalah ...................................................................................................... 3
1.5 Tujuan Penelitian ....................................................................................................... 3
1.6 Luaran Penelitian ....................................................................................................... 4
Bab 2 Tinjauan Pustaka ........................................................................................................... 5
2.1 Motor Bakar Diesel .................................................................................................... 5
2.2 Fenomena Akustik Mesin .......................................................................................... 7
2.3 Pemrosesan Sinyal Akustik ........................................................................................ 9
Bab 3 Metode Penelitian ......................................................................................................... 11
3.1 Tahapan Penelitian ..................................................................................................... 11
3.2 Lokasi Penelitian ........................................................................................................ 12
3.3 Parameter Pengamatan ............................................................................................... 13
3.4 Model / Objek Penelitian ........................................................................................... 13
3.5 Rancangan Penelitian ................................................................................................. 13
3.6 Teknik Pengumpulan dan Analisis Data .................................................................... 14
Bab 4 Biaya dan Jadwal Penelitian ......................................................................................... 15
4.1 Anggaran Biaya .......................................................................................................... 15
4.2 Jadwal Penelitian ........................................................................................................ 15
Daftar Pustaka ......................................................................................................................... 16
Lampiran – lampiran ............................................................................................................... 17
RINGKASAN
Meningkatnya jumlah pengunaan mesin diesel, maka dukungan akan jasa perawatan dan
perbaikannya juga dipastikan mengalami peningkatan. Perawatan dan perbaikan sangat erat
hubungannya terhadap kinerja proses pembakaran yang terjadi. Proses pembakaran memiliki
implikasi terhadap timbulnya efek vibrasi. Efek vibrasi ini yang menimbulkan fenomena akustik
saat mesin sedang bekerja. Fenomena akustik merepresentasikan indikasi-indikasi kejadian pada
kondisi mesin. Dengan bantuan analisis akustik, maka efek akustik tersebut dapat diidentifikasi,
guna memperoleh informasi kondisi saat mesin sedang bekerja. Dalam penelitian ini, akan
dikembangkan konfigurasi akusisi data fenomena akustik yang mampu menangkap efek akustik
pada saat akan terjadinya kerusakan mesin diesel. Konfigurasi tersebut dimulai dengan desain
sensor akustik yang diletakkan dan disusun berdasarkan pada lokasi-lokasi kritis mesin yang
berpotensi mengalami kerusakan. Penelitian ini ditujukan guna dapat menjadi sebuah perangkat
preventive maintenance mesin diesel. Sehingga pada penelitian ini juga dikembangkan metode
analisis sinyal akustik yang menghasilkan parameter-parameter penting dari sebuah fenomena
akustik kerja mesin. Analisis yang dikembangkan, berupa analisis pada domain frekuensi,
dengan menggunakan transformasi fourier. Luaran penelitian ini dapat berlanjut pada penelitian
lanjutan dengan topik seperti ekstraksi fenomena akustik menjadi sebuah ciri untuk identifikasi
cerdas terhadap tingkat kesehatan mesin, pengembanan algoritma identifikasi kerusakan mesin,
dan pengembangan perangkat dalam evaluasi berbasis akustik untuk topik permesinan secara
lebih luas.
Kata kunci : kerusakan mesin diesel, akusisi data, dan analisa akustik
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Alat transportasi dengan memanfaatkan mesin diesel sebagai pengerak saat ini sedang
mengalami peningkatan, baik dalam hal kuantitas kendaraan ataupun kompleksitas
mesinnya. Peningkatan juga terjadi pada bidang industri, dimana mesin diesel seringkali
digunakan sebagai penggerak untuk produksi. Meningkatnya kuantitas sangat terasa sekali
untuk daerah pertambangan dan industri seperti yang terjadi di Kab. Tanah Laut. Kab.
Tanah Laut merupakan daerah yang memiliki bahan tambang yang melimpah, dan
terdapat beberapa industri yang berdiri, seperti pabrik bijih besi dan Pembangkit Listrik
Tenaga Uap (PLTU) Asam-asam. Dengan meningkatnya jumlah pengunaan mesin diesel,
maka dukungan akan jasa perawatan dan perbaikan terhadap mesin diesel juga dipastikan
mengalami peningkatan.
Perawatan dan perbaikan dari sebuah mesin sangat erat hubungannya terhadap kinerja
proses pembakaran yang terjadi. Proses pembakaran memiliki implikasi terhadap
timbulnya efek vibrasi. Efek vibrasi ini yang menimbulkan fenomena akustik pada mesin
saat bekerja. Fenomena akustik seringkali merepresentasikan indikasi-indikasi kejadian
pada kondisi mesin. Ketika proses pembakaran yang terjadi kurang sempurna atau
terdapat beberapa komponen mesin yang mengalami kerusakan, maka kinerja mesin akan
mengalami penurunan, dan bahkan dapat mengakibatkan kerusakan. Dengan bantuan
analisis akustik, maka efek akustik tersebut dapat diidentifikasi, guna memperoleh
informasi kejadian ketika mesin sedang bekerja. Untuk dapat melakukan analisis akustik
dengan baik dan benar serta tepat, maka diperlukan sistem instrumentasi yang dapat
mengakuisisi data dari efek akustik yang dihasilkan oleh mesin.
Untuk mengakuisisi data efek akustik, maka diperlukan sensor yang dapat menangkap
fenomena akustik yang selanjutnya disimpan kedalam bentuk data digital untuk dianalisis.
Fenomena akustik yang muncul disebuah mesin terdapat diseluruh bagian dari mesin.
Sehingga diperlukan beberapa sensor atau serangkaian sensor akustik yang mengelilingi
mesin. Hal ini ditujukan guna mendapatkan efek akustik dari seluruh bagian mesin saat
proses kerja. Pada sistem akuisisi data diperlukan juga data logger yang akan menyimpan
2
sinyal fenomena akustik ke komputer. Sinyal akustik yang disimpan dikomputer berupa
data digital yang selanjutnya dianalisis guna memperoleh ciri-ciri tertentu dari kerja
mesin. Hasil analisis fenomena akustik inilah, yang menjadi sebuah perangkat yang dapat
digunakan untuk mengidentifikasi bagaimana perawatan harus dilakukan dan
mengidentifikasi kerusakan mesin (D. Sik dan B. Keun, 2011).
Dalam penelitian ini, akan dikembangkan konfigurasi akusisi data fenomena akustik yang
mampu menangkap efek akustik pada saat akan terjadinya kerusakan mesin diesel. Guna
dapat menjadi sebuah perangkat preventive maintenance mesin diesel, maka pada sistem
akuisisi data dikembangkan juga analisis sinyal akustik yang menghasilkan parameter-
parameter penting dari sebuah fenomena akustik kerja mesin. Analisis yang
dikembangkan berupa analisis pada domain waktu dan domain frekuensi. Penelitian ini
merupakan penelitian awal, dalam pengembangan perangkat preventive maintenance
mesin berbasis non invasive. Dimana penelitian lanjutan, seperti ekstraksi fenomena
akustik menjadi sebuah ciri untuk identifikasi, pengembanan algoritma identifikasi
kerusakan mesin, dan pengembangan perangkat dalam evaluasi berbasis akustik dapat
diawali dengan melakukan tahapan penelitian ini. Pada penelitian ini pengembangkan
sistem akuisisi data diharapkan dapat menangkap fenomena akustik kerja mesin secara
lebih rinci dan menyeluruh. Penelitian ini menjadikan penelitian lanjutan pada bidang
perawatan mesin akan menjadi terbuka lebar. Penelitian ini dapat memberikan kontribusi
kepada topik selain mesin diesel, tetapi dapat juga digunakan pada topik-topik mesin
secara lebih luas, khususnya yang berbasiskan pada pengamatan fenomena fisis, dan
secara tidak lansung mampu memberikan sumbangsih pada perkembangan teknologi
permesinan secara menyeluruh.
1.2 Identifikasi Masalah
Guna menjadikan sistem akusisi data dan analisis sinyal akustik pada penelitian ini,
mampu menjadi tools yang dapat mengenali tindakkan perawatan yang harus dilakukan
dan mengenali kerusakan mesin maka, diperlukan faktor-faktor utama dalam
pengembangannya, yaitu :
1. Desain dan konfigurasi sensor akustik yang mampu menangkap fenomena akustik
lebih spesifik dan lebih sensitif.
3
2. Data logger yang mampu mengkonversi hasil keluaran sensor menjadi data digital,
tanpa harus kehilangan banyak informasi dari fenomena akustik yang direkam.
3. Pengembangan metode preprocessing pada sistem recording data digital yang mampu
menyajikan parameter-parameter penting pada saat mesin bekerja.
1.3 Batasan Masalah
Guna memfokuskan penelitian ini dan untuk dapat memperoleh hasil yang optimal maka,
pada penelitian ini, dibatasi kepada permasalahan berikut ini :
1. Mesin Diesel yang digunakan adalah mesin diesel engine stand.
2. Preprocessing hanya melakukan proses pemfilteran saja.
3. Bagian analisis hanya dibatasi sampai analisa domain frekuensi.
4. Kerusakan yang diberikan kedapa mesin hanya terbatas pada kerusakan pada bagian
mekanik mesin, dan tidak yang disebabkan oleh proses kimiawi ketidak normalan
bahan bakar.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ada maka, diperoleh rumusan masalah pada penelitian
ini, adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana mengkonfigurasi dan mendesain sensor akustik agar mampu menangkap
fenomena akustik sebuah mesin diesel.
2. Bagaimana sistem akuisisi data sinyal akustik mesin diesel.
3. Bagaimana penerapan preprocessing data digital fenomena akustik dan proses analisis
domain frekuensinya.
1.5 Tujuan Penelitian
Pada penelitian ini, tujuan yang ingin dicapai adalah sebagai berikut :
1. Membuat susunan konfigurasi dan desain sistem sensor akustik yang mampu
menangkap fenomena akustik pada mesin diesel.
2. Membat sistem akuisisi data untuk merekam sinyal akustik mesin diesel.
3. Menerapkan proses preprocessing untuk sinyal digital dari fenomena akustik mesin
diesel dan memperoleh hasil dari analisis domain frekuensinya untuk dapat
diidentifikasi lebih lanjut.
4
1.6 Luaran Penelitian
Luaran yang diharapkan pada penelitian ini adalah terciptanya sebuah sistem akuisisi data
yang mampu menangkap fenomena akustik kerja sebuah mesin diesel dan menghasilkan
parameter-parameter penting pada analisis akustiknya. Sehingga parameter tersebut
mampu untuk menghasilkan identifikasi pada saat perawatan dan perbaikan mesin diesel.
Selain itu luaran dari penelitian ini adalah sebagai tools dalam penelitian lanjutan pada
topik pengembangan sistem cerdas dalam melakukan pendeteksian kerusakan mesin
ataupun topik penelitian lanjutan lainnya yang berbasiskan kepada akustik mesin. Selain
berupa tools penelitian, luarannya berupa publikasi pada seminar nasional dan publikasi
pada jurnal nasional terakreditasi.
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Motor Bakar Diesel
Secara umum konstruksi motor diesel mirip dengan konstruksi pada motor bensin.
Keduanya merupakan kelompok mesin pembakaran dalam (internal combustion
engine), dan menggunakan piston sebagai media untuk mengkonversi energi panas hasil
pembakaran menjadi energi mekanik berupa gerak lurus yang selanjtnya menggunakan
mekanisme poros engkol dikonversi menjadi gerak rotasi. Ukuran motor diesel sangat
variatif dari yang berukuran kecil sampai dengan yang sangat besar dan berbagai
pertimbangan yang salah satunya adalah pada gaya kesamping oleh masa piston,
menyebabkan perkembangan desain dan konstruksi motor diesel hingga saat ini.
Kondisi tersebut menyebabkan bervariasinya desain konstruksi, khususnya konstruksi
piston yang dipergunakan. Piston merupakan komponen penting dari sebuah motor
diesel, sebab komponen tersebut sebagai alat konversi energi. Selain itu, piston juga
berfungsi untuk melakukan siklus motor diesel, dan karena ia selalu berhubunan dengan
panas dan tekanan, maka piston perlu didesain seemikian rupa selain kuat dan juga
tahan terhadap perubahan panas (sukoco dan arifin, 2013).
Motor diesel disebut juga compression ignition engine, karena proses penyalaannya
terjadi karena proses penyalaan sendiri. Motor diesel berbeda dengan motor bakar
piston lainnya, misalnya: motor bensin dimana dalam proses penyalaannya terjadi
karena loncatan bunga api listrik dari busi. Pada motor diesel saat langkah isap yang
dihisap ke dalam silinder hanya udara segar saja, kemudian pada akhir langkah
kompresi bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar. Karena suhu di dalam ruang
bakar telah mencapai sekitar 450-600o C dimana suhu tersebut telah melebihi titik nyala
bahan bakar, maka bahan bakar yang disemprotkan tersebut akan langsung terbakar
dengan sendirinya (proses pembakaran), sehingga terjadilah proses usaha atau kerja. Hal
ini akan terjadi apabila dipergunakan perbandingan kompresi yang tinggi berkisar 14-
25. Perbandingan kompresi yang rendah biasanya dipergunakan pada motor diesel yang
berukuran besar dengan putaran yang rendah. Sedangkan perbandingan kompresi yang
tinggi banyak digunakan pada motor diesel berukuran kecil dengan putaran yang tinggi
± 4000 Rpm (Daryanto, 1984).
6
Motor diesel 4 langkah adalah motor diesel yang setiap kali proses pembakaran
memerlukan empat langkah kerja torak atau dua putaran poros engkol. Adapun proses
yang terjadi pada motor diesel empat langkah adalah :
1. Langkah Isap
Pada saat langkah isap, katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA ke TMB
dengan menyedot udara segar masuk ke dalam silinder melalui katup isap yang terbuka.
Gambar 1. Skema langkah isap dan langkah kompresi
2. Langkah Kompresi
Pada saat langkah kompresi katup masuk tertutup dan katup buang tertutup sehingga
udara tidak bisa keluar silinder. Piston bergerak dari TMB ke TMA yang memampatkan
udara segar hingga tekanan ± 35 atm. Pada akhir kompresi bahan bakar disemprotkan ke
dalam ruang silinder sehingga pembakaran akan terjadi karena secara otomatis suhunya
juga meningkat.
3. Langkah Usaha
Dengan terjadinya pembakaran yang katup-katupnya masih tertutup maka piston akan
mendorong kembali titik TMB, langkah ini dinamakan langkah usaha. Tekanan yang
terjadi saat pembakaran meningkat sekitar ±50 atm.
7
Gambar 2. Skema langkah usaha dan Buang
4. Langkah Buang
Katup buang terbuka yang mengakibatkan gas sisa buang keluar dengan dorongan
piston yang bergerak dari TMB ke TMA.
2.2. Fenomena Akustik Mesin
Ada berbagai sumber yang bisa menyebabkan getaran pada engine. Tiga faktor utama
adalah pertama, dari pembakaran pada engine, yang lain dari inertia force komponen
yang berputar dan gerak pada sistim dinamis seperti piston, connecting rod, crankshaft,
dan lainnya. Getaran dari engine besarnya sama dengan tekanan dari pembakaran itu
sendiri. dan, engine dengan compression ratio dan performance yang tinggi akan
menghasilkan lebih banyak noise. Vibration oleh turbo engine 20~50% lebih noise
dibandingkan dengan NA engine. Dalam hal ini, dipakai beberapa komponen utnuk
meredam noise, dan dipasang perangkat tambahan pada beberapa bagian untuk
mengurangi pengaruh vibration. Selain dari itu, dengan mengubah posisi engine
mounting atau mengadopsi vibration absorber dengan menggunakan mounting,
vibration tidak dapat diteruskan ke body secara langsung.
8
Gambar 3. Proses inertia force pada piston
Inertia force adalah salah satu penyabab terjadinya vibration. Ketika piston bergerak
dari titik atas menuju titik bawah dengan kecepatan yang berbeda. Crankshaft membuat
gelombang vibration dan inertia force dari putaran crank pin. Connecting rod membuat
inertia force dari gerakan kombinasi naik turun dan berputar. Pada multi cylinder
engine, pistons tersambung ke crank shaft, sehingga masing masing inertia akan saling
menunda. Hal ini sangatlah rumit dengan jumlah cylinders, susunannya dan waktu
pembakaran pada masing masing cylinder. Karena itu, dengan menggunakan counter
weight, inertia force dapat diseimbangkan dengan total beratnya. Akan tetapi sangat
sulit untuk bisa menyeimbangkan inertia force dengan sempurna (Albarbar. A, et al ,
2010).
Inertia force akan berkurang ketika komponen dinamis seperti piston dan Connecting
rod lebih ringan. Dengan displacement volume yang sama, engine dengan jumlah
cylinder lebih banyak akan mempunyai sedikit inertia force karena komponennya lebih
kecil dan ringan. Ketika inertia force kecil, kemungkinan terjadinya vibration akan
sedikit dan dapat berputar pada kecepatan tinggi dengan kekuatan yang sama. Dengan
komponen yang lebih ringan, inertia force pada masing masing komponen akan kecil.
Dengan rpm yang sama, kekuatan dari komponen tersebut tidak akan dapat tahan lama.
Umumnya, komponen yang kurang kuat lebih ringan dibanding dengan komponen yang
lebih kuat. Untuk menciptakan komponen lebih ringan adalah merupakan suatu yang
penting untuk meningkatkan performa juga mencegah dari vibration.
Noises berasal dari noise karena pembakaran dan suara mekanis. Suara yang berasal
dari mekanis karena adanya gesekan antar komponen. Ketika engine berputar dengan
9
cepat, noise yang ditimbulkan semakin keras. Ketika pengendara memindahkan
kecepatan naik atau turun, pada dasarnya pengendara memilih gear yang tepat dengan
engine noise. Sehingga, suara dari engine membantu pengendara dalam pengendaraan.
Karena itu suara dari engine harus ada tetapi tidak menimbulkan noise. Mechanical
noise terjadi kerena vibration pada cylinder dan cylinder head karena combustion force.
Ketika jumlah campuran bahan bakar meningkat atau tekanan pembakaran menjadi
tinggi, maka noise akan semakin keras. Seseorang mungkin merasakan pada turbo
engine noise yang ditimbulkan lebih kecil dibanding dengan NA engine. Alasannya
adalah turbine merendam energy exhaust dan variasi tekanan pembakaran kecil.
Mechanical sounds berasal dari gesekan dan tumbukan dynamic parts seperti gear,
chain, dan valves. Sebagai contoh, cam menumbuk valve lifter, rocker arm dan
camshaft menumbuk valve, valve bertumbukan dengan valve seat dan seterusnya.
Resonansi noise dari vibration lebih besar dibanding dengan mechanical noise langsung.
Sehingga, penyebab dari noise karena engine tidak dapat ditemukan dengan pasti.
Bagaimanapun, jika terjadi noise maka hal tersebut tidak baik karena beberapa part dari
engine bertabrakan satu dengan yang lainnya dan hal ini tidak baik untuk ketahanan
komponen. Jika terdeteksi noise yang tidak normal, silakhan check sistimnya secepat
mungkin.
Jika dibandingkan noise yang ditimbulkan oleh combustion dengan mechanical, pada
kecepatan rendah, noise yang ditimbulkan oleh combution lebih keras. Jika rpm nya
melebihi 3000rpm, inertial force nya akan lebih besar dan mechanical noise akan besar.
Noise dari engine room akan diredam dengan memasang absorbing materials dibawah
hood dan didepan dashboard, mengelilingi engine room dan cabin. Bahan yang bisa
dipakai untuk meredam noise adalah glass wool, felt dan lainnya (Tim Hyundai, 2009).
2.3. Pemprosesan Sinyal Akustik
Untuk dapat menganalisa sinyal akustik kedalam domain frekuensi, sinyal terlebih
dahulu harus ditransformasi menggunakan Fourier. Transformasi Fourier (TF)
direpresentasikan kedalam persamaan matematis seperti pada persamaan 2.1. TF
berjalan sesuai dengan translasi suatu fungsi dalam domain waktu kedalam fungsi dari
domain frekeunsi. Hasil perhitungan dari transformasi fourier dapat dijadikan bahan
dalam menganalisa sinyal akustik, karena nilai-nilai dari koefisien fourier merupakan
hasil dari frekuensi-frekuensi sinus dan cosinus yang digunakan dalam TF (D. Zhen, T.
Et al, 2013). Untuk data diskrit, TF disebut sebagai Discrite Fourier Transform (DFT).
10
DFT direpresentasikan kedalam matematis, seperti pada persamaan 2.2. Pada proses
perhitungan menggunakan DFT akan memakan proses komputasi yang sangat banyak
dan menghabiskan waktu yang panjang jika jumlah datanya besar. Sehingga untuk
membantu proses perhitungan, digunakan algoritma cepat dalam menghitung TF, yaitu
dengan algoritma Fast Fourier Transform (FFT).
Parameter yang dapat dibentuk pada domain frekuensi salah satunya adalah Mean
Power Frekuensi (MPF). MPF merupakan hasil dari penjumlahan bobot magnitudo
disetiap frekuensi yang dibagi dengan jumlah magnitudo. MPF dirumuskan seperti pada
persamaan 2.3 (J. Jiang, F. Gu et al, 2008).
F X j tx t x t e dt
21
0
DFT x nN
j knN
n
X k x n e
N
2i 1
N
2i 1
f i mag iMPF
mag i
2.1
2.2
2.3
11
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan berdasarkan tahapan-tahapan penting yang dikerjakan dengan
berorientasikan kepada indikator keberhasilan dalam merekam fenomena akustik kerja
mesin diesel dan mampu untuk menghasilkan parameter-parameter penting dari sinyal
akustik yang dapat diidentifikasi berdasarkan setiap kondisi mesin. Untuk dapat mencapai
indikator tersebut, maka tahapan-tahapan dalam penelitian ini tergambar pada gambar 4,
dengan tahapan adalah sebagai berikut :
1. Tahapan desain dan konfigurasi sistem sensor akustik untuk menangkap fenomena
akustik kerja mesin
2. Membuat sistem akuisisi data untuk merekam sinyal akustik yang terbaca oleh sensor
ke media penyimpanan di komputer.
3. Mengembangkan perangkat lunak komputer untuk menyimpan data digital dari sinyal
akustik tersebut dan mengembangkan metode preprocessing serta metode analisis
domain frekuensi untuk sinyal tersebut.
4. Melakukan desain kondisi mesin dengan berbagai kerusakan, kerusakan yang
dilakukan adalah yang berkaitan pada bagian mekanik mesin dan perubahan kondisi
Oli mesin
5. Melakukan preprocessing pada sinyal akustik mesin, preprocessing pada penelitian
ini hanya sebatas untuk menghasilkan dan memastikan sinyal yang direkam tidak
termasuk noise pengukuran ataupun noise akustik lain pada saat perekaman
berlangsung. Metode preprocesing yang digunakan adalah dengan menggunakan filter
digital.
6. Melakukan analisis domain frekuensi, analisis ini digunakan untuk mengekstrak
sinyal untuk memperoleh parameter frekuensi sinyal akustik. Parameter frekuensi ini
lah yang digunakan dalam melakukan identifikasi kerusakan mesin. Analisis domain
frekuensi ini, menggunakan transformasi fourier dengan algoritma Fast Fourier
Transform (FFT)
7. Setelah melakukan analisis, maka diperlukan penyimpulan hasil analisis domain
frekeunsi dengan menggunakan metode statistik. Hal ini diperlukan guna memperoleh
parameter frekuensi yang lebih tepat.
12
MulaiMulai
Desain dan
Konfigurasi
Sensor
Desain dan
Konfigurasi
Sensor
Pengembangan
Sistem Akuisisi
Data
Pengembangan
Sistem Akuisisi
Data
Pengembangan
Software Rekaman
Data Digital
Pengembangan
Software Rekaman
Data Digital
Mendesain Kondisi
Kerusakan Mesin dan
melakukan perekaman
sinyal akustik
Mendesain Kondisi
Kerusakan Mesin dan
melakukan perekaman
sinyal akustik
Melakukan
Preprocessing dan
Analisis Domain
Frekuensi
Melakukan
Preprocessing dan
Analisis Domain
Frekuensi
Uji Statistik dan
Penyimpulan hasil
pengolahan data
Uji Statistik dan
Penyimpulan hasil
pengolahan data
SelesaiSelesai
Gambar 4. Tahapan Penelitian
3.2. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dikerjakan di Laboratorium Mesin Otomotif Program Studi Mesin Otomotif
Politeknik Tanah Laut. Mesin diesel yang digunakan adalah engine stand yang ada di
laboratorium tersebut.
13
3.3. Parameter Pengamatan
Penelitian memiliki tujuan akhir dan jangka panjang untuk dapat menghasilkan dan
menjadi sistem preventive maintenance untuk mesin diesel berbasis fenomena akustik
mesin. Sehingga untuk dapat mewujudkan hal tersebut, maka pada penelitian awal ini,
parameter yang menjadi fondasi penting dalam mendukung tujuan tersebut adalah
mampu mendapatkan ekstraksi sinyal berdasarkan domain frekuensi. Parameter frekuensi
merupakan parameter pengamatan yang dilakukan pada penelitian ini. Hal ini diperoleh
berdasarkan studi pendahuluan yang menyatakan bahwa setiap mesin memiliki fenomena
akustik yang berbeda-beda untuk setiap kondisi kerusakan. Untuk dapat menjadikan
sesuatu hal yang dapat terukur dengan empiris, maka fenomena akustik tersebut dapat
diamati berdasarkan warna dari frekuensinya.
3.4. Model / Objek Penelitian
Penelitian ini menggunakan engine stand sebagai objek penelitian, engine stand tersebut
dikondisikan terhadap beberapa gejala kerusakan yang dibedakan menjadi dua jenis
kerusakan, yaitu :
1. Kerusakan yang disebabkan oleh malfunction bagian mekanik mesin akibat beban
2. Kerusakan yang disebabkan oleh keausan bagian mekanik mesin akibat penggunaan
yang terus menerus.
3.5. Rancanan Penelitian
Adapun konfigurasi dari penelitian ini terhadap objek adalah seperti pada gambar 5.
Gambar 5. Konfigurasi Objek Penelitian
Analog To Digital Converter
Unit Pemroses Dan Perekam Sinyal Akustik
14
3.6. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data
Pengumpulan data dikerjakan menggunakan perangkat lunak yang dikembangkan untuk
merekam sinyal akustik yang dihasilkan oleh sensor, data disimpan kedalam bentuk data
digital. Konfigurasi pensampilangan data menjadi data digital dengan frekuensi sampling
sebesar 44 KHz, yakni dua kali dari frekuensi yang terdengar oleh manusia. Hal ini
dilakukan untuk menghindari terjadinya aliasing dan kehilangan informasi dari sinyal
yang dikeluarkan oleh sensor. Sedangkan untuk melakukan analisis data menggunakan
analisa domain frekuensi dengan metode transformasi fourier. Sebelum melakukan
analisis data, hasil rekaman terlebih dahulu dilakukan proses pemfilteran dengan
menggunakan filter digital butterworth orde 2. Setelah menghasilkan data-data berupa
parameter frekuensi, maka parameter tersebut dilakukan uji statistik untuk memperoleh
ketepatan dalam menentukan ciri khusus disetiap kondisi mesin untuk setiap parameter
frekuensinya.
15
BAB 4
BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN
4.1. Anggaran Biaya
Pengerjaan penelitian ini, memerlukan biaya sebesar Rp. 14.995.500,- (empat belas juta
sembilan ratus sembilan puluh lima ribu lima ratus rupiah). Adapun ringkasan anggaran
biaya penelitian terdapat pada tabel dibawah ini.
No Jenis Pengeluaran Biaya yang diusulkan
(Rp.)
1 Gaji dan upah 3,000,000
2 Bahan habis pakai dan peralatan 8,395,500
3 Perjalanan 1,500,000
4 Lain-lain (publikasi, seminar, dan laporan) 2,100,000
Jumlah 14,995,500
4.2. Jadwal Penelitian
Pengerjaan penelitian ini, dilakukan selama 20 minggu dengan rincian pekerjaan
terdapat pada tabel dibwah ini.
No Kegiatan
Bulan ke 1 Bulan ke 2 Bulan ke 3 Bulan ke 4
Minggu ke-
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Desain dan konfigurasi sensor
2 Perancangan sistem akusisisi data
3 Pengembangan software rekaman data digital
4 Desain kondisi kerusakan mesin dan pengambilan data
5 Melakukan preprocessing terhadap Raw data
6 Melakukan pengolahan data pada domain frekuensi
7 Melakukan identifikasi parameter frekuensi terhadap kondisi kerusakan mesin
8 Melakukan uji statistik terhadap parameter sinyal
9 Penyusunan manuscript untuk jurnal terakreditasi
10 Penyusunan manuscript untuk seminar nasional
11 Penyusunan laporan akhir
16
DAFTAR PUSTAKA
Albarbar. A,Gub. F, Ball. A.D, Starr. A, 2010, “Acoustic monitoring of engine fuel injection
based on adaptive filtering techniques”, Applied Acoustics.
Daryanto, 1984 ,“Perencanaan Motor Diesel dan Bensin 4 Langkah”, Tarsito.
D. Sik and B. Keun, 2011, “Machinery Faults Detection Using Acoustic Emission Signal,” in
Acoustic Waves - From Microdevices to Helioseismology, M. G. Beghi, Ed. InTech.
D. Zhen, T. Wang, F. Gu, and A. D. Ball, 2013, “Fault diagnosis of motor drives using stator
current signal analysis based on dynamic time warping,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 34,
no. 1–2, pp. 191–202.
J. Jiang, F. Gu, R. Gennish, D. J. Moore, G. Harris, and A. D. Ball, 2008 , “Monitoring of
diesel engine combustions based on the acoustic source characterisation of the exhaust
system,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 22, no. 6, pp. 1465–1480.
Tim Hyundai, 2009 ,“Prinsip dasar engine”, Pusat pelatihan Hyundai,
Sukoco, Arifin. Zainal, 2013, “Teknologi Motor Diesel”, Alfabeta.
17
Lampiran 1. Justifikasi Anggaran Penelitian
1. Honor
Honor Honor / Jam (Rp.) Waktu
(jam/minggu)
Minggu Honor (Rp.)
Ketua 15,000 6 20 1,800,000
Anggota 1 12,000 5 20 1,200,000
SUB TOTAL (Rp.) 3,000,000
2. Peralatan Penunjang
Material Justifikasi Pemkaian Kuantitas Harga Satuan
(Rp.)
Harga Peralatan
Penunjang (Rp.)
Sensor Akustik
Peralatan untuk
menangkap fenomena
akustik
6 150,000 900,000
Data Logger Peralatan untuk
akuisisi data 1 2,000,000 2,000,000
Unit Pemroses
Sinyal Digital
Peralatan untuk
memproses (peralatan
analisis)dan
menyimpan sinyal
digital
1 5,000,000 5,000,000
SUB TOTAL (Rp.) 7,900,000
3. Bahan Habis Pakai
Material Justifikasi Pemkaian Kuantitas Harga Satuan
(Rp.) Biaya (Rp.)
Solar
Bahan bakar untuk
menjalankan mesin
diesel (dalam liter)
27 6,500 175,500
Oli Mesin Diesel Pelumas untuk mesin
diesel (dalam liter 8 40,000 320,000
SUB TOTAL (Rp.) 495,500
4. Perjalanan
Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan Biaya
Biaya perjalanan
mengikuti
seminar nasional
Biaya tiket pesawat
PP (Banjarmasin -
Surabaya)
1 1,500,000 1,500,000
SUB TOTAL (Rp.) 1,500,000
5. Lain-lain
Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan Biaya
kepersertaan
Seminar Nasional
Biaya pendaftaran
seminar nasional 1 500,000 500,000
Biaya Publikasi di
Jurnal nasional
terakreditasi
Biaya submit artikel
ke jurnal nasional
terakreditasi
1 1,500,000 1,500,000
Biaya pembuatan
laporan
Biaya pengandaan dan
jilid laporan 1 100,000.00 100,000.00
SUB TOTAL (Rp.) 2,100,000
TOTAL ANGGARAN YANG DIPERLUKAN SELURUH TAHUN
(Rp.) 14,995,500
18
Lampiran 2. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas
No Nama /
NIDN
Institusi
Asal Bidang Ilmu
Alokasi
Waktu
(jam/minggu)
Uraian tugas
1 Sukma
Firdaus /
113088701
Politeknik
Tanah Laut
Mekatronika 6 Membbuat kondisi
kerusakan mesin dan
pengambilan data
Melakukan analisa domain
frekuensi
Melakukan ui statistik
Membuat manuscript jurnal
terakreditasi
Membuat manuscript paper
untuk seminar nasional
Membuat laporan
2 Marlia
Adriana /
112303820
2
Politeknik
Tanah Laut
Teknik
Desain (Ilmu
Gambar)
5 Mendesain sensor dan
mengkonfigurasinya
Mengembangkan sistem
akuisisi data
Mengembangkan software
perekaman data digital
Melakukan preprocessing
untuk Raw Data
Membuat manuscript jurnal
terakreditasi
Membuat manuscript paper
untuk seminar nasional
Membuat laporan
19
Lampiran 3. Biodata Ketua Peneliti
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap (denan gelar) Sukma Firdaus, S.Si., MT
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Funsional -
4 NIP / NIK / Identitas lainnya 12090581
5 NIDN 1130088701
6 Tempat dan Tanggal Lahir Rantau dan 30 Agustus 1987
7 E-mail [email protected]
8 Nomor Telepon / HP 081232502555
9 Alamat Kantor Jl. A Yani Km 6 Desa Panggung, Kec
Pelaihari
10 Nomor Telepon / Faks 0512 21537
11 Lulusan yang Telah
Dihasilkan D3 = 4 Orang
12 Mata Kuliah yang diampu 1. Pengenalan Dasar Komputer
2. Teknik Elektronika Kendaraan
3. Teknik Interfacing dan Mikrokontroller
4. Sistem Sensor Kendaraan
5. Mekatronika
B. Riwayat Pendidikan
S1 S2 S3
Nama Perguruan
Tinggi
Universitas Lambung
Mangkurat
Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya -
Bidang Ilmu Fisika Instrumentasi Elektronika -
Tahun Masuk-
Lulus 2005 - 2009 2009 - 2012 -
Judul Skripsi /
Tesis
Audiometer menggunakan
bahasa pemrograman Java
dan Database MySQL
Analisis Nonstasioner Pada
Auditory Evoked Responses -
Nama
Pembimbing
1. Nurma Sari, S.Si., M.Si 1. Achmad Arifin, S.T.,
M.Eng., Ph.D - 2. Ichsan Ridwan, S.Si.,
M.Kom
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber Jumlah (Juta Rp.)
1
2
3
20
D. Pengalaman Pengabdian kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber Jumlah (Juta Rp.)
1
2
3
E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
1
2
3
F. Pemakalah Seminar Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan
Ilmiah / Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
1 Simposium Fisika
Nasional XXIV
Analisis Nonstasioner
pada Sinyal Auditory
Evoked Responses
ITB, Bandung 10-11 Nopember
2011
2
3
G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman Penerbit
1
2
3
H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
1
2
3
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial lainnya dalam 5
Tahun Terakhir
No.
Judul/Tema/Jenis
Rekayasa Sosial
Lainnya
Tahun Tempat
Penerapan
Respon
Masyarakat
1
2
3
22
Lampiran 3. Biodata Anggota Peneliti
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap (denan gelar) Marlia Adriana, S.T., MT
2 Jenis Kelamin Perempuan
3 Jabatan Funsional -
4 NIP / NIK / Identitas lainnya 090801007
5 NIDN 1123038202
6 Tempat dan Tanggal Lahir Bati-Bati, 23 - 03 - 1982
7 E-mail [email protected]
8 Nomor Telepon / HP 08125124007
9 Alamat Kantor Jl. A Yani Km 6 Desa Panggung, Kec
Pelaihari
10 Nomor Telepon / Faks 0512 21537
11 Lulusan yang Telah
Dihasilkan D3 = 7 Orang
12 Mata Kuliah yang diampu 1. CAD/CAM
2. Menggambar Teknik
3. Lingkungan, Keselamatan dan Kesehatan
Kerja
4. Etika Profesi
5. Kewirausahaan
B. Riwayat Pendidikan
S1 S2 S3
Nama Perguruan
Tinggi
Universitas Brawijaya
Malang
Institut Teknologi Bandung
-
Bidang Ilmu Teknik Arsitektur Teknik Arsitektur -
Tahun Masuk-
Lulus 1999-2004 2005-2007 -
Judul Skripsi /
Tesis
Revitalisasi Taman Rekreasi
Chandra Kirana di Banjarbaru
Kalimantan Selatan
Transformasi Morfologi
Permukiman Di Tepian
Sungai Martapura
-
Nama
Pembimbing -
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber Jumlah (Juta Rp.)
1
2
3
23
D. Pengalaman Pengabdian kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber Jumlah (Juta Rp.)
1
2
3
E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
1
2
3
F. Pemakalah Seminar Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan
Ilmiah / Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
1
2
3
G. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman Penerbit
1
2
3
H. Perolehan HKI dalam 5-10 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
1
2
3
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial lainnya dalam 5
Tahun Terakhir
No.
Judul/Tema/Jenis
Rekayasa Sosial
Lainnya
Tahun Tempat
Penerapan
Respon
Masyarakat
1
2
3
Recommended
