PERANCANGAN ALAT UJI GETARAN PADA MATERIAL KOMPOSIT SEBAGAI MATERIAL BLADE
PERANCANGAN ALAT UJI GETARAN PADA MATERIAL
KOMPOSIT SEBAGAI MATERIAL BLADE
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Oleh :
REBUDINUR
06510065
JURUSAN MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,
Teknik industri, D3 Elektro, Teknik Informatika
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax (o341) 460782 Malang 65144
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Perancangan Alat Uji Getaran Pada Material Komposit
Sebagai Material Blade.
Disusun oleh
: Rebudinur
Nim
: 06510065
Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Mesin
Telah diperiksa dan disahkan pada tanggal 23 November 2011
Pembimbing I
Pembimbing II
Budiono, S.si, MT.
Ir. Sudarman, MT.
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Mulyono, MT.
iii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat, tauifik dan hidayah-Nya pada penyusun sehingga dapat
menyelesaikan Tigas Akhir ini.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini sering mengalami kesulitan dan
hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa
dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangatlah tepat bila penyusun pada
kesempatan kali ini menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini
penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa
apapun sehingga penyusun dapat menyeesaikan Tugas Akhir ini. Rasa terima
kasih ini penyusun sampaikan kepada :
1. Ibu, Kakak, dan adik tercinta yang selalu memberikan do’a dan motivasi
kepada Ananda sehingga Tugas Akhir ini selesai dengan baik.
2. Bapak Nur Subekhi, ST.MT selaku Dosen Wali.
3. Bapak Budiono, S.si. MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ix
5. Teman-teman dari Lab Fisika dan LSO Sainthink yang telah membantu
dalam segala hal.
6. Extiyar Dewi A, Spsi yang selalu memberi mensuport dalam segala hal.
7. Teman-teman kontrakan yang menjadi teman seperjuangan di kota
Malang ini.
Dalam penyusunan Tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih
banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saranyang sifatnya membangun
sangat penyusun harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga Allah SWT memberi balasan kepada semua pihak yang tersebut
di atas dan penyusun berharap semoga Tuga Akhir ini bermanfaat bagi penyusun
dan pembaca.
Malang, 12 November 2011
Penyusun
x
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .......................................................................................
POSTER .......................................................................................................
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI ....................................................
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................
ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................
ABSTRAKSI INGGRIS .............................................................................
KATA PENGANTAR .................................................................................
DAFTAR ISI ................................................................................................
DAFTAR TABEL .......................................................................................
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
i
ii
iii
iv
vi
vii
viii
ix
xi
xiii
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...........................................................................
1.2 Rumusan Masalah......................................................................
1.3 Tujuan ........................................................................................
1.4 Batasan Masalah ........................................................................
1.5 Sistematika penulisan ................................................................
1
3
3
3
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kincir Angin ..............................................................................
2.2 Blade ..........................................................................................
2.3 Sifat Mekanik Bahan .................................................................
2.3.1 Deformasi Elastis ...........................................................
2.4 Komosit .....................................................................................
2.4.1 Material Komposit ..........................................................
2.4.2 Klasifikasi Komposit ......................................................
2.5 Getaran / Vibrasi ........................................................................
2.5.1 Sistem Gaya Statis Tak Tentu ........................................
2.5.2 Definisi sistem gaya statis tak tentu ...............................
2.5.3 Metode Analisa Elastis ...................................................
2.5.4 Analisa untuk kekuatan maksimum ...............................
2.6 Perangkat Analisis Sintal Getaran .............................................
2.6.1 Sensor Getaran ...............................................................
2.7 Microcontroler ...........................................................................
2.7.1 Pengertian Microcontroler ..............................................
2.7.2 Arsitektur Microcontroler...............................................
5
5
8
9
11
11
12
13
14
16
17
20
22
22
23
24
27
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN/PENELITIAN
3.1 Rancangan Mekanik ..................................................................
3.1.1 Perancangan Beban ( Masa ) pengetar ...........................
3.1.1.1 Masa Balance ...................................................
3.1.1.2 Masa Unbalance ...............................................
3.1.2 Perancangan Batang .......................................................
31
35
35
36
37
3.2 Perancangan Hardware ..............................................................
3.2.1 Microcontroler Atmega 16 .............................................
3.2.2 Serial / USART ..............................................................
3.2.3 Driver Motor DC ............................................................
3.2.4 LCD ................................................................................
3.2.5 Accelerometer 3 Axis .....................................................
3.2.6 Rangkaian Kontrol .........................................................
3.3 Perancangan Software ...............................................................
3.3.1 CodeVision AVR ...........................................................
3.3.2 Coding Program .............................................................
42
43
44
44
45
46
49
50
50
51
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Pengujian ......................................................................
4.2 Data Perancangan .....................................................................
4.3 Data Pengujian .........................................................................
4.3.1 Batang Satu .....................................................................
4.3.2 Batang Dua ......................................................................
4.3.3 Batang Tiga .....................................................................
4.3.4 Kalibrasi pengujian batang satu ......................................
4.3.5 Kalibrasi pengujian batang dua .......................................
4.3.6 Kalibrasi pengujian batang tiga .......................................
4.4 Grafik Hasil Pengujian .............................................................
4.4.1 Grafik Pengujian Batang Satu .........................................
4.4.2 Grafik Pengujian Batang Dua .........................................
4.4.3 Grafik Pengujian Batang Tiga .........................................
4.4.4 Grafik Perbandingan Amplitudo .....................................
53
54
56
56
57
58
60
60
61
62
62
62
63
63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .............................................................................. 64
5.2 Saran ......................................................................................... 64
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Tabel Pengujian Batang Satu .............................................. 56
Tabel 4.2
Tabel Pengujian Batang Dua ............................................... 57
Tabel 4.3
Tabel Pengujian Batang Tiga .............................................. 58
Tabel 4.4
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Satu .............................. 60
Tabel 4.5
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Dua ............................... 60
Tabel 4.6
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Tiga .............................. 61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1
Gambar Balok ditumpu sederhana .................................... 33
Gambar 3.2
Gambar Masa Unbalance .................................................. 36
Gambar 3.3
Gambar Batang Tergetar ................................................... 40
Gambar 3.4
Gambar Desain Mekanik Alat Uji ..................................... 40
Gambar 3.5
Gambar Tumpuan Penjepit ................................................ 41
Gambar 3.6
Gambar Batang Yang telah dijepit .................................... 41
Gambar 3.7
Gambar Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16 ........... 43
Gambar 3.8
Gambar Rangkaian Serial Converter ................................. 44
Gambar 3.9
Gambar Rangkaian Driver Motor DC ............................... 45
Gambar 3.10
Gambar Rangkaian LCD 16 x 2 Carakter ......................... 46
Gambar 3.11
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.12
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.13
Gambar Trainer Board ATmega 16 ................................. 49
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2010. http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--windturbine--wind-mill/447--teknologi-magnetic-levitation-pada-turbinangin.html
Anonim2. 2007. www.mst.gadjahmada.edu/dl/Kincir_Angin.pdf
Datasheet Accelerometer MMA7260. ( www.alldatasheet.com )
Syuryansyah. Yan, Perancangan dan Pembuatan Kincir Angin Prototype Sumbu
Horizontal
Daya 600 Watt Tipe Plat Lengkung untuk Skala Rumah
Tangga, Universitas Muhammadiyah Malang, 2011
Abdul Ma’ruf , Perencanaan Kincir Angin Sudu-Sudu Plat Lengkung 7% Pada
Pembangkit Daya 1200 Watt, Universitas Muhammadiyah Malang,
2007.
Iswahyudi, A., Perancangan Sudu Kincir Angin Sebagai Energi Alternatif untuk
Desalinasi dengan Daya 1000 watt, Universitas Muhammadiyah
Malang, 2007.
Tanisan, Z. A.
1993.
Mekanika Teknik (Alih Bahasa dari : Mechanics of
Materials, 2nd Edition, by E. P. Popov, Prentice-Hall, Inc., 1978).
Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Arismunandar , W . 2004 . Penggerak Mula Turbin , ITB , Bandung , 2004.
Dewanto , Joni . 2000. Kajian teoritik sistem peredam getaran Satu Derajat
Kebebasa. http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical.
66
Sewoyo, Trihono . 2004 . Getaran Mekanik . Design Laboratory UMM . Malang.
http://www. id.wikipedia.com
http://www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php
http://www.lapan.co.id
67
BAB I
PENDAHULAUAN
1.1. Latar Belakang
Salah satu energi alternatif yang cocok digunakan pada daerah manapun
yaitu angin. Angin merupakan salah satu bentuk energi matahari yang disebabkan
oleh pemanasan atmosfer bumi yang tidak merata , ketidakteraturan bentuk
permukaan bumi dan rotasi bumi. Angin yang berhembus di Indonesia, menurut
LAPAN, sering fluktuatif dan rata-rata kecepatan anginnya rendah (0 - 5 m/s).
Kecepatan angin yang lebih tinggi bisa diperoleh pada elevasi yang lebih tinggi.
Penelitian kemudian memfokuskan bahasan
pada pemanfaatan energi angin
kecepatan rendah ini sebagai penghasil energi listrik skala kecil.(www.lapan.com,
2007).
Turbin angin ( wind turbin ) adalah salahsatu altenatif untuk memanfaatkan
energi angin menjadi listrik. Turbin angin memiliki potensi tinggi untuk di
kembangkan di daerah – daerah yang memiliki intensitas angin tinggi juga
termasuk daerah – daerah di indonesia. Dalam aplikasinya turbin angin telah
banyak digukan baik skala rumah tangga ataupun skala besar. Dan dalam
pengembanganya turbin angin telah banyak diteliti baik oleh pihak swasta
maupun mahasiswa.
Permasalahan pada turbin angin sering kali di jumpai padi bagian blade atau
sudu. Blade atau sudu merupakan bagian terpenting dalam turbin angin karena
1
blade berperan utama menghasilkan putaran dari tiupan angin guna menggerakan
generator. Konstruksi balade seringkali mengalami masalah melengkung ataupun
patah. Hal ini disebabkan oleh banyak hal antara lain, kekutan bahan konstruksi
blade, kesalahan desain blade baik dari sisi rancangan maupun perhitungan.
Kecepatan angin yang tidak stabil menyebabkan blade bergerak atau berputar
tidak stabil pula. Semakin kencang puratan balade maka semakin tinggi pula gaya
dorong angin ( Drag Force ) terhadap blade, begitupula pada gaya angkat blade,
sehingga menimbulkan getaran pada blade. Getaran yang tinggi pada blade
mengakibatkan bahan atau material konstruksi blade ngengalami kelelahan (
Kelelahan material ) sehingga akan terjadi lengkungan ataupun patahan.
Sehinga untuk mengatasi atau mengantisipasi permasalah diatas perlu
dilakukan suatu proses pengujian dan permodelan terhadap material yang
digunakan sebagai material blade turbin angin agar getaran yang ditimbulkan oleh
dorongan angin tidak mencapai atau mendekati frequensi pribadi dari blade
tersebut agar dapat mengammbil langkah – langkah selanjutnya dalam
perancangan konstruksi blade.
Berdasarkan hal diatas dan permasalahan yang sama pada tugas akhir
sebelumnya maka dalam penelitian kali ini dilakukan desain dan pengujian
material komposit sebagai bahan konstruksi blade terhadap getaran.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang tercantum pada sub bab di atas, maka dirumuskan
permasalahan sebagai berikut :
2
Bagaimana mendesain alat uji getaran dan menguji getaran yang terjadi pada
material komposit sebagai material blade terhadap pembebanan berulang.
1.3. Tujuan
Tujuan pada penelitian kali ini adalah :
Menguji dan menganalisis material komposit sebagai bahan sudu atau
blade kincir angin terhadap getaran, untuk dijadikan refrensi dan acuan tambahan
dalam proses pemilihan bahan dan pendisainan sudu atau blade kincir angin pada
perancangan berikutnya.
1.4. Batasan Masalah
Untuk dapat
memfokuskan pembahasan,
maka pada penelitian
ini
diberlakukan batasan-batasan dan asumsi sebagai berikut :
Material komposit yang diuji bahan blade adalah resin.
Getaran yang diamati hanya getaran pada arah vertikal atau satu derajat
kebebasan (1DOF).
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini meliputi beberapa bagian
sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
3
Bab ini menguraikan tentang latar belakang, tujuan pengkajian, perumusan
dan batasan masalah, sistematika pembahasan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini menguraikan tentang teori tentang turbin angin, sudu atau blade
turbin angin, getaran dengan sistem satu derajat kebebasan (l DOF), dan bahan
konstruksi blade.
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang metodologi perancangan dan pengujian
material komposit sebagai bahan sudu atau blade kincir angin.
BAB IV PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang simulasi pengujian meliputi, pembuatan alat
uji, analisa sistem getaran, perencanaan model, langkah persiapan penelitian,
menentukan komponen-komponen getaran, penurunan persamaan getaran model.
BAB V KESIMPULAN
Bab ini berisikan kesimpulan dari pembahasan yang yang telah di uraikan
pada bab sebelumnya.
4
KOMPOSIT SEBAGAI MATERIAL BLADE
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Oleh :
REBUDINUR
06510065
JURUSAN MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,
Teknik industri, D3 Elektro, Teknik Informatika
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127
Fax (o341) 460782 Malang 65144
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Perancangan Alat Uji Getaran Pada Material Komposit
Sebagai Material Blade.
Disusun oleh
: Rebudinur
Nim
: 06510065
Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Mesin
Telah diperiksa dan disahkan pada tanggal 23 November 2011
Pembimbing I
Pembimbing II
Budiono, S.si, MT.
Ir. Sudarman, MT.
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Mulyono, MT.
iii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat, tauifik dan hidayah-Nya pada penyusun sehingga dapat
menyelesaikan Tigas Akhir ini.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini sering mengalami kesulitan dan
hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa
dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangatlah tepat bila penyusun pada
kesempatan kali ini menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang selama ini
penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa
apapun sehingga penyusun dapat menyeesaikan Tugas Akhir ini. Rasa terima
kasih ini penyusun sampaikan kepada :
1. Ibu, Kakak, dan adik tercinta yang selalu memberikan do’a dan motivasi
kepada Ananda sehingga Tugas Akhir ini selesai dengan baik.
2. Bapak Nur Subekhi, ST.MT selaku Dosen Wali.
3. Bapak Budiono, S.si. MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberi bimbingan dan arahan kepada penyusun sehingga penyusun
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ix
5. Teman-teman dari Lab Fisika dan LSO Sainthink yang telah membantu
dalam segala hal.
6. Extiyar Dewi A, Spsi yang selalu memberi mensuport dalam segala hal.
7. Teman-teman kontrakan yang menjadi teman seperjuangan di kota
Malang ini.
Dalam penyusunan Tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih
banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun
pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saranyang sifatnya membangun
sangat penyusun harapkan demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga Allah SWT memberi balasan kepada semua pihak yang tersebut
di atas dan penyusun berharap semoga Tuga Akhir ini bermanfaat bagi penyusun
dan pembaca.
Malang, 12 November 2011
Penyusun
x
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL .......................................................................................
POSTER .......................................................................................................
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI ....................................................
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................
ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................
ABSTRAKSI INGGRIS .............................................................................
KATA PENGANTAR .................................................................................
DAFTAR ISI ................................................................................................
DAFTAR TABEL .......................................................................................
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
i
ii
iii
iv
vi
vii
viii
ix
xi
xiii
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...........................................................................
1.2 Rumusan Masalah......................................................................
1.3 Tujuan ........................................................................................
1.4 Batasan Masalah ........................................................................
1.5 Sistematika penulisan ................................................................
1
3
3
3
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kincir Angin ..............................................................................
2.2 Blade ..........................................................................................
2.3 Sifat Mekanik Bahan .................................................................
2.3.1 Deformasi Elastis ...........................................................
2.4 Komosit .....................................................................................
2.4.1 Material Komposit ..........................................................
2.4.2 Klasifikasi Komposit ......................................................
2.5 Getaran / Vibrasi ........................................................................
2.5.1 Sistem Gaya Statis Tak Tentu ........................................
2.5.2 Definisi sistem gaya statis tak tentu ...............................
2.5.3 Metode Analisa Elastis ...................................................
2.5.4 Analisa untuk kekuatan maksimum ...............................
2.6 Perangkat Analisis Sintal Getaran .............................................
2.6.1 Sensor Getaran ...............................................................
2.7 Microcontroler ...........................................................................
2.7.1 Pengertian Microcontroler ..............................................
2.7.2 Arsitektur Microcontroler...............................................
5
5
8
9
11
11
12
13
14
16
17
20
22
22
23
24
27
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN/PENELITIAN
3.1 Rancangan Mekanik ..................................................................
3.1.1 Perancangan Beban ( Masa ) pengetar ...........................
3.1.1.1 Masa Balance ...................................................
3.1.1.2 Masa Unbalance ...............................................
3.1.2 Perancangan Batang .......................................................
31
35
35
36
37
3.2 Perancangan Hardware ..............................................................
3.2.1 Microcontroler Atmega 16 .............................................
3.2.2 Serial / USART ..............................................................
3.2.3 Driver Motor DC ............................................................
3.2.4 LCD ................................................................................
3.2.5 Accelerometer 3 Axis .....................................................
3.2.6 Rangkaian Kontrol .........................................................
3.3 Perancangan Software ...............................................................
3.3.1 CodeVision AVR ...........................................................
3.3.2 Coding Program .............................................................
42
43
44
44
45
46
49
50
50
51
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Pengujian ......................................................................
4.2 Data Perancangan .....................................................................
4.3 Data Pengujian .........................................................................
4.3.1 Batang Satu .....................................................................
4.3.2 Batang Dua ......................................................................
4.3.3 Batang Tiga .....................................................................
4.3.4 Kalibrasi pengujian batang satu ......................................
4.3.5 Kalibrasi pengujian batang dua .......................................
4.3.6 Kalibrasi pengujian batang tiga .......................................
4.4 Grafik Hasil Pengujian .............................................................
4.4.1 Grafik Pengujian Batang Satu .........................................
4.4.2 Grafik Pengujian Batang Dua .........................................
4.4.3 Grafik Pengujian Batang Tiga .........................................
4.4.4 Grafik Perbandingan Amplitudo .....................................
53
54
56
56
57
58
60
60
61
62
62
62
63
63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .............................................................................. 64
5.2 Saran ......................................................................................... 64
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Tabel Pengujian Batang Satu .............................................. 56
Tabel 4.2
Tabel Pengujian Batang Dua ............................................... 57
Tabel 4.3
Tabel Pengujian Batang Tiga .............................................. 58
Tabel 4.4
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Satu .............................. 60
Tabel 4.5
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Dua ............................... 60
Tabel 4.6
Tabel Kalibrasi Pengujian Batang Tiga .............................. 61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1
Gambar Balok ditumpu sederhana .................................... 33
Gambar 3.2
Gambar Masa Unbalance .................................................. 36
Gambar 3.3
Gambar Batang Tergetar ................................................... 40
Gambar 3.4
Gambar Desain Mekanik Alat Uji ..................................... 40
Gambar 3.5
Gambar Tumpuan Penjepit ................................................ 41
Gambar 3.6
Gambar Batang Yang telah dijepit .................................... 41
Gambar 3.7
Gambar Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16 ........... 43
Gambar 3.8
Gambar Rangkaian Serial Converter ................................. 44
Gambar 3.9
Gambar Rangkaian Driver Motor DC ............................... 45
Gambar 3.10
Gambar Rangkaian LCD 16 x 2 Carakter ......................... 46
Gambar 3.11
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.12
Gambar Accelerometer 3 Axis MMA7260 ....................... 47
Gambar 3.13
Gambar Trainer Board ATmega 16 ................................. 49
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2010. http://www.alpensteel.com/article/47-103-energi-angin--windturbine--wind-mill/447--teknologi-magnetic-levitation-pada-turbinangin.html
Anonim2. 2007. www.mst.gadjahmada.edu/dl/Kincir_Angin.pdf
Datasheet Accelerometer MMA7260. ( www.alldatasheet.com )
Syuryansyah. Yan, Perancangan dan Pembuatan Kincir Angin Prototype Sumbu
Horizontal
Daya 600 Watt Tipe Plat Lengkung untuk Skala Rumah
Tangga, Universitas Muhammadiyah Malang, 2011
Abdul Ma’ruf , Perencanaan Kincir Angin Sudu-Sudu Plat Lengkung 7% Pada
Pembangkit Daya 1200 Watt, Universitas Muhammadiyah Malang,
2007.
Iswahyudi, A., Perancangan Sudu Kincir Angin Sebagai Energi Alternatif untuk
Desalinasi dengan Daya 1000 watt, Universitas Muhammadiyah
Malang, 2007.
Tanisan, Z. A.
1993.
Mekanika Teknik (Alih Bahasa dari : Mechanics of
Materials, 2nd Edition, by E. P. Popov, Prentice-Hall, Inc., 1978).
Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Arismunandar , W . 2004 . Penggerak Mula Turbin , ITB , Bandung , 2004.
Dewanto , Joni . 2000. Kajian teoritik sistem peredam getaran Satu Derajat
Kebebasa. http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical.
66
Sewoyo, Trihono . 2004 . Getaran Mekanik . Design Laboratory UMM . Malang.
http://www. id.wikipedia.com
http://www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php
http://www.lapan.co.id
67
BAB I
PENDAHULAUAN
1.1. Latar Belakang
Salah satu energi alternatif yang cocok digunakan pada daerah manapun
yaitu angin. Angin merupakan salah satu bentuk energi matahari yang disebabkan
oleh pemanasan atmosfer bumi yang tidak merata , ketidakteraturan bentuk
permukaan bumi dan rotasi bumi. Angin yang berhembus di Indonesia, menurut
LAPAN, sering fluktuatif dan rata-rata kecepatan anginnya rendah (0 - 5 m/s).
Kecepatan angin yang lebih tinggi bisa diperoleh pada elevasi yang lebih tinggi.
Penelitian kemudian memfokuskan bahasan
pada pemanfaatan energi angin
kecepatan rendah ini sebagai penghasil energi listrik skala kecil.(www.lapan.com,
2007).
Turbin angin ( wind turbin ) adalah salahsatu altenatif untuk memanfaatkan
energi angin menjadi listrik. Turbin angin memiliki potensi tinggi untuk di
kembangkan di daerah – daerah yang memiliki intensitas angin tinggi juga
termasuk daerah – daerah di indonesia. Dalam aplikasinya turbin angin telah
banyak digukan baik skala rumah tangga ataupun skala besar. Dan dalam
pengembanganya turbin angin telah banyak diteliti baik oleh pihak swasta
maupun mahasiswa.
Permasalahan pada turbin angin sering kali di jumpai padi bagian blade atau
sudu. Blade atau sudu merupakan bagian terpenting dalam turbin angin karena
1
blade berperan utama menghasilkan putaran dari tiupan angin guna menggerakan
generator. Konstruksi balade seringkali mengalami masalah melengkung ataupun
patah. Hal ini disebabkan oleh banyak hal antara lain, kekutan bahan konstruksi
blade, kesalahan desain blade baik dari sisi rancangan maupun perhitungan.
Kecepatan angin yang tidak stabil menyebabkan blade bergerak atau berputar
tidak stabil pula. Semakin kencang puratan balade maka semakin tinggi pula gaya
dorong angin ( Drag Force ) terhadap blade, begitupula pada gaya angkat blade,
sehingga menimbulkan getaran pada blade. Getaran yang tinggi pada blade
mengakibatkan bahan atau material konstruksi blade ngengalami kelelahan (
Kelelahan material ) sehingga akan terjadi lengkungan ataupun patahan.
Sehinga untuk mengatasi atau mengantisipasi permasalah diatas perlu
dilakukan suatu proses pengujian dan permodelan terhadap material yang
digunakan sebagai material blade turbin angin agar getaran yang ditimbulkan oleh
dorongan angin tidak mencapai atau mendekati frequensi pribadi dari blade
tersebut agar dapat mengammbil langkah – langkah selanjutnya dalam
perancangan konstruksi blade.
Berdasarkan hal diatas dan permasalahan yang sama pada tugas akhir
sebelumnya maka dalam penelitian kali ini dilakukan desain dan pengujian
material komposit sebagai bahan konstruksi blade terhadap getaran.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang tercantum pada sub bab di atas, maka dirumuskan
permasalahan sebagai berikut :
2
Bagaimana mendesain alat uji getaran dan menguji getaran yang terjadi pada
material komposit sebagai material blade terhadap pembebanan berulang.
1.3. Tujuan
Tujuan pada penelitian kali ini adalah :
Menguji dan menganalisis material komposit sebagai bahan sudu atau
blade kincir angin terhadap getaran, untuk dijadikan refrensi dan acuan tambahan
dalam proses pemilihan bahan dan pendisainan sudu atau blade kincir angin pada
perancangan berikutnya.
1.4. Batasan Masalah
Untuk dapat
memfokuskan pembahasan,
maka pada penelitian
ini
diberlakukan batasan-batasan dan asumsi sebagai berikut :
Material komposit yang diuji bahan blade adalah resin.
Getaran yang diamati hanya getaran pada arah vertikal atau satu derajat
kebebasan (1DOF).
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini meliputi beberapa bagian
sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
3
Bab ini menguraikan tentang latar belakang, tujuan pengkajian, perumusan
dan batasan masalah, sistematika pembahasan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini menguraikan tentang teori tentang turbin angin, sudu atau blade
turbin angin, getaran dengan sistem satu derajat kebebasan (l DOF), dan bahan
konstruksi blade.
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang metodologi perancangan dan pengujian
material komposit sebagai bahan sudu atau blade kincir angin.
BAB IV PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang simulasi pengujian meliputi, pembuatan alat
uji, analisa sistem getaran, perencanaan model, langkah persiapan penelitian,
menentukan komponen-komponen getaran, penurunan persamaan getaran model.
BAB V KESIMPULAN
Bab ini berisikan kesimpulan dari pembahasan yang yang telah di uraikan
pada bab sebelumnya.
4