Tempat dan Waktu Penelitian Cara Pelaksanaan Penelitian

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Noise and Vibration Control program Magister dan Doktoral Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini direncanakan berlangsung selama ± 3 bulan.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimental. Bahan dan alat yang digunakan pada penelitian, antara lain :

3.2.1 Bahan Penelitian

1. Pesawat Tanpa Awak Prototype NVC USU Pada penelitian ini pesawat yang digunakan adalah hasil rakitan dari beberapa orang mahasiswa yang tergabung di dalam tim Low Noise UAV NVC dengan berat total 6200 gram. Pesawat tanpa awak mampu terbang hingga jarak 1 km, tetapi pesawat ini hanya diterbangkan hingga jarak 300 meter karena keterbatasan jarak pandang manusia. Tampilan pesawat dapat dilihat pada Gambar 3.1. Gambar 3.1 Pesawat tanpa awak prototipe NVC USU Universitas Sumatera Utara Secara umum pesawat prototipe NVC USU terdiri dari beberapa komponen, yaitu : A. Mesin Pesawat UAV Mesin yang digunakan adalah mesin bensin bertipe DLE Gas Engine –30cc. Berikut adalah karakteristik dari motor penggerak yang digunakan : Performance : 3.7HP 8500 rpm Idle Speed : 1600 rpmmin Spesification of Propeller : 18x8; 18x10; 19x8; 20x8 Sparking Plug : NGK CM6 Exhaust Amount : 30.5 cm3 Diameter x Stroke : 36 mm x 30mm Ratio of Compression : 7.6 : 1 Ratio of Lubricating : 30 : 1 Main Engine : 920 g Exhaust pipe : 60 g Ignition Equipment : 120 g Tampilan mesin DLE Gas Engine-30cc yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.2. Gambar 3.2 DLE Gas Engine-30cc B. Badan Pesawat Badan dari pesawat prototype NVC USU terbuat dengan rangka kayu balsa, penyangga roda dari serat karbon, dan badan dibalut dengan bahan plastik. Universitas Sumatera Utara Kayu balsa adalah material yang baik dalam meredam getaran. Badan pesawat yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3. Gambar 3.3 Badan Pesawat Berikut adalah karakteristik dari badan pesawat yang digunakan : Bentang sayap : 2300 mm Panjang : 1720 mm Luas sayap pesawat : 81,6 dm 2 Berat : 5090 gram Bahan : Rangka kayu balsa Kaki pesawat serat karbon Pelapis badan pesawat plastic Roda karet C. Propeller Propeller yang digunakan pada penelitian kali ini adalah propeller bermerk Hawk dengan dua daun berukuran 19x8 ” dan terbuat dari kayu balsa. Propeller berfungsi untuk menghisap udara dan menghasilkan gaya dorong pesawat. Propeller yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.4. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.4 Propeller

3.2.2 Alat Penelitian

1. Sound Level Meter Sound level meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur seberapa besar suara bising mempengaruhi pekerja dalam melaksanakan tugasnya. Prinsip kerja sound level meter ialah didasarkan pada getaran yang terjadi. Apabila ada objek atau benda yang bergetar, maka akan menimbulkan terjadinya sebuah perubahan pada tekanan udara yang kemudian akan ditangkap oleh sistem peralatan. Selanjutnya layar digital akan menunjukkan angka jumlah dari tingkat kebisingan yang dinyatakan dengan nilai dB. Sound level meter yang digunakan bermerk Bruel Kjaer tipe 2238. Fungsi alat ini untuk mengukur intensitas kebisingan antara 30 –130 dB dan dari frekuensi 20–20.000 Hz seperti terlihat pada Gambar 3.5. Gambar 3.5 Sound Level Meter Universitas Sumatera Utara 2. Tripod Tripod adalah alat stan untuk membantu dalam penggunaan Sound Level Meter. Dimana tripod menjadi penyangga SLM agar tidak bergerak pada saat pengambilan data uji eksperimen kebisingan. Tripod yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.6. Gambar 3.6 Tripod 3. Kabel USB Kabel USB digunakan untuk mentransfer data hasil pengukuran dan juga dhasil dokumentasi ke Laptop yang digunakan. Kabel USB yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.7. Gambar 3.7 Kabel USB 4. Meteran Meteran digunakan untuk mengukur jarak sound level meter ke pesawat prototipe yang akan diuji. Meteran dapat dilihat pada Gambar 3.8. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.8 Meteran 5. Laptop Laptop digunakan untuk menyusun data yang diperoleh dari hasil pengukuran. Spesifikasi dari laptop yang digunakan, antara lain : Processor : Intel Core i3 3217U Processor RAM : 4 GB CPU : 1,8 GHz System : Windows 7 64 –bit VGA : Nvidia Geforce 720M Tampilan laptop dapat dilihat pada Gambar 3.9. Gambar 3.9 Laptop 6. Obeng Plus Obeng plus digunakan pada penguncian baut-baut propeller. Obeng dapat dilihat pada Gambar 3.10 Universitas Sumatera Utara Gambar 3.10 Obeng Plus 7. Senter Senter digunakan sebagai penerangan saat melakukan pengujian pada malam hari. Senter dapat dilihat pada Gambar 3.11. Gambar 3.11 Senter 8. Tachometer Tachometer digunakan untuk mengukur rpm pada saat pengujian. Tachometer yang digunakan bermerk Lutron tipe DT-2236 seperti pada Gambar 3.12. Gambar 3.12 Tachometer Universitas Sumatera Utara 9. Telepon genggam Telepon genggam digunakan untuk mengambil gambar dan sebagai penerangan pada saat melakukan pengujian. Telepon genggam yang digunakan bermerk Sony dengan tipe Z1 Compact seperti pada Gambar 3.13. Gambar 3.13 Telepon genggam 10. Remote Kontrol Remote kontrol berfungsi untuk mengendalikan pesawat pada batas jarak tertentu. Pada saat pengujian remote digunakan untuk mengatur tingkat rpm dan kompresi dari mesin pesawat prototipe NVC USU. Remote control yang digunakan menggunakan 6 channel 2,40Hz digital computer radio system bermerk Hitec tipe Optic 6 Sport 2,4. Cara kerjanya yaitu baterai memasok tegangan energi listrik untuk menghidupkan rangkaian yang ada pada servo yang berguna sebagai pengaturan arah ke kanan dan ke kiri. Servo memiliki kemampuan menarik bagian sayap naik dan turun. Ketika sayap kanan dinaikkan maka tekanan angin akan mengangkat sayap kanan dan sayap kiri akan mengarah kebawah, sehingga pesawat dapat berbelok ke arah kiri. kemudian servo dihubungkan dengan connector reciever yang berfungsi menerima panggilan dari radio remote kontrol yang frekuensinya telah disesuaikan. Receiver tersebut juga dihubungkan dengan ESC electronik speed control, dimana fungsi ESC mengatur kecepatan torsi pada motor dimana motor yang digunakan adalah micro Brushless dengan ukuran kecil namun mengeluarkan daya yang besar sehingga dapat membawa beban pesawat itu sendiri. Remote kontrol dapat dilihat pada Gambar 3.14. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.14 Remote control

3.3 Pengujian Kebisingan Pesawat Prototipe NVC USU

3.3.1 Set Up Pengujian

Pengujian dan pengambilan data secara eksperimental yang dilakukan untuk memperoleh karakteristik kebisingan yang ditransmisikan pesawat prototipe NVC USU dilakukan pada putaran mesin 2000 – 7000 rpm dengan interval 1000 rpm pada jarak 1 meter, 3 m, dan 5 meter. Pengukuran dilakukan pada arah horisontal, vertikal, dan aksial seperti sumbu pengukuran pada Gambar 3.15. Pada saat mesin dihidupkan sesuai putaran dan jarak yang diinginkan, diambil data menggunakan Sound Level Meter dengan microphone mengarah pada objek pengujian. Setelah didapatkan hasil pengukuran kebisingan pesawat prototipe NVC USU berupa angka digital yang tertera pada layar Sound Level Meter, data diolah dengan menggunakan microsoft excel dan didapat nilai-nilai kebisingan hasil pengukuran yang dihasilkan pesawat prototipe NVC USU sehingga dapat dilanjutkan ke tahap analisa data. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.15 Arah pengukuran Pada Gambar 3.15 terlihat arah pengukuran yang dilakukan pada sumbu X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- berpusat pada motor penggerak pesawat tanpa awak prototipe NVC USU.

3.4 Variabel Penelitian

Pada penelitian ditentukan dua buah variabel, yakni variabel bebas dan variabel terikat.

3.4.1 Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabelfaktor yang dibuat bebas dan bervariasi yang mempengaruhi atau sebab perubahan timbulnya variabil terikat pada penelitian. Variabel bebas sering didefenisikan sebagai variabel penyebab. Dalam penelitian ini di tetapkan beberapa variabel terikat, yaitu: 1. Putaran mesin 2. Arah pengukuran horisontal, vertikal, dan diagonal. 3. Jarak sound level meter ke titik pusat mesin pesawat prototipe NVC USU.

3.4.2. Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabelfaktor yang muncul akibat adanya variabel bebas. Maka dalam penelitian ini yang menjadi variabel terikat adalah : 1. Tingkat kebisingan Universitas Sumatera Utara

3.5 Cara Pelaksanaan Penelitian

Untuk melakukan studi eksperimental karakteristik kebisingan pada pesawat prototipe NVC, diperlukan urutan proses agar dalam pengerjaan tugas akhir ini dapat berjalan dengan baik yang meliputi : 1. Pengumpulan data awal Tahap ini merupakan tahapan dilakukan pengumpulan data tentang informasi mengenai pesawat tanpa awak dari cara kerja, fungsi dan kegunaan, dan perkembangan penelitian kebisingan terhadap pesawat tersebut serta spesifikasi data yang dibutuhkan untuk dilakukan penelitian. 2. Studi literatur Penelitian ini harus dilakukan berlandaskan pada azas-azas teoritis yang diakui di dalam dunia ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan rujukan penyelesaian penelitian ini. Studi literatur ini dilakukan dengan cara memperolehnya dari buku buku referensi, jurnal jurnal ilmiah, kumpulan symposium, diskusi personal, atau lewat media internet. 3. Pengambilan data Pengambilan data dilakukan pada saat pengujian dengan mempertimbangkan variasi putaran, jarak, dan arah pengukuran. 4. Pengolahan data Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan dengan penyelesaian persamaan dan bantuan software. Data-data yang dibutuhkan selama proses pengerjaan di input kedalam proses komputasi data. 5. Analisa hasil komputasi data Pada tahapan ini akan dilakukan pembahasan terhadap data yang dihasilkan dari pengujian yang telah dilakukan. 6. Simulasi data Data yang sudah diverivikasi pada tahap ini disimulasi menggunakan perangkat lunak surfer 8.0 untuk melihat kontur kebisingannya. Universitas Sumatera Utara 7. Penarikan kesimpulan Penarikan kesimpulan ini berdasarkan korelasi terhadap tujuan penelitian yang telah ditetapkan sebelumnya. Dengan demikian diharapkan tidak terjadi penyimpangan dari tujuan penelitian.

3.6 Diagram Alir Penelitian