19
Perhitungan kebutuhan tenagan maksimum yang dibutuhkan, digunakan rumus berikut:
Dimana : P = daya Watt
T = Torsi N.m F = Gaya N
l = panjang lengan m
ω = kecepatan sudut rpm r
= jari-jari m
N = rotasi per menit
Data hasil dari penentuan kebutuhan tenaga tersebut menjadi referensi untuk memilih motor sebagai tenaga penggerak. Tenaga yang harus dimiliki motor agar dapat memutar kemudi ataupun
menekan pedal akselerasi dan kopling harus lebih besar dari kebutuhan tenaga hasil pengukuran.
b. Analisis Fungsional dan Struktural
Setelah sumber tenaga ditentukan, langkah berikutnya adalah melakukan analisis fungsional dan struktural masing-masing komponen mekanisme yang akan didesain. Analisis struktural dan fungsional
untuk masing-masing komponen dari ketiga sistem tersebut akan dijelaskan lebih rinci pada bab IV.
3.3.4 Pengumpulan Bahan dan Manufakturing
Tahap terakhir dari penentuan mekanisme pengendalian kemudi adalah pengumpulan bahan, pemasangan dan pengaplikasian alat. Pemilihan jenis bahan yang akan digunakan disesuaikan dengan
hasil analisis fungsional dan struktural untuk kemudian dirangkai sesuai dengan hasil analisis rancangan tersebut.
3.3.5 Kalibrasi dan Validasi
Kalibrasi dan validasi dilakukan dengan menggunakan sistem kontrol yang dirangkai sedemikian hingga masing-masing mekanisme dapat diuji secara terpisah maupun diuji secara menyeluruh tanpa
perlu membongkar rangkaiannya. Kalibrasi pada umumnya merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang
digunakan dalam akurasi tertentu. Kalibrasi perlu dilakukan sebelum dilakukan pengujian statis sistem. Berikut beberapa hal yang akan dikalibrasi pada tahap ini:
-
Pengukuran dan pengkonversian besaran jarak terhadap besaran sudut putar.
Perpindahan posisi pada mekanisme yang dirancang terdapat pada perpindahan pedal kopling dan pedal akselerasi bergerak dari atas ke bawah dan sebaliknya. Jarak yang ditempuh dan besarnya
sudut putar motor listrik saat digerakkan dari posisi minimum ke posisi maksimum diukur kemudian dikonversi sehingga didapat persamaan nilai keduanya. Selanjutnya persamaan ini dijadikan tolak
ukur pengkalibrasian jarak tempuh pedal dan sudut putar puli motor listrik.
20
-
Pengukuran dan pengkonversian besaran sudut putar terhadap nilai keluaran sensor.
Terdapat dua jenis sensor sudut yang digunakan pada penelitian ini. Absolute rotary encoder digunakan pada sistem pengendali kemudi dan potensiometer linier digunakan pada sistem pengendali
akselerasi. Pada sistem pengendali kemudi, perubahan sudut roda depan traktor pada saat dibelokkan akan mempengaruhi nilai keluaran dari absolute rotary encoder. Dan pada sistem pengendali
akselerasi, perputaran puli motor yang membentuk sudut tertentu terhadap porosnya akan mempengaruhi nilai hambatan potensiometer. Setiap perubahan sudut dan nilai keluaran sensor diukur
dan dikonversi untuk mendapatkan persamaan hubungan keduanya. Hasil persamaan yang didapat menjadi tolak ukur pengkalibrasian sudut putar puli motor pengendali akselerasi, sudut belok roda
depan traktor, dan nilai keluaran sensor pada masing-masing sistem pengendalian. Setelah kalibrasi dilakukan, langkah selanjutnya adalah validasi yaitu proses pembuktian dari hasil
kalibrasi. Pada proses ini, sistem kontrol menetapkan suatu nilai posisi untuk masing-masing mekanisme kemudi, akselerasi, dan kopling berdasarkan persamaan yang didapat pada uji kalibrasi. Kemudian sistem
kontrol akan menggerakkan masing-masing mekanisme secara otomatis hingga berhenti. Jika posisi berhentinya sesuai dengan posisi yang ditetapkan sebelumnya, maka uji validasi dinyatakan berhasil.
Setelah kalibrasi dan validasi dilakukan, langkah terakhir dalam penelitian ini adalah melakukan pengujian statis pada mekanisme hasil perancangan. Pengujian dilakukan dengan menggerakkan
semuamekanisme pengendali secara terpisah maupun secara bersamaan untuk memastikan apakah keseluruhan rancangan yang telah dipasang sudah sesuai dengan perintah yang dimasukkan ke sistem
kontrol.
21
IV. ANALISIS STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL
Tahapan analisis rancangan merupakan tahap yang paling utama karena di tahap inilah kebutuhan spesifik masing-masing komponen ditentukan. Dengan mengacu pada hasil konsep desain yang telah
disempurnakan, masing-masing komponen mekanismeakan dianalisis fungsi dan strukturnya guna mendapatkan hasil perancangan yang sesuai. Perhitungan kebutuhan daya untuk masing-masing
mekanisme diuraikan dalam lampiran 1. Berdasarkan hasil perhitungn kebutuhan tenaga, analisis masing- masing komponen secara spesifik diuraikan sebagai berikut.
4.1. MEKANISME KOPLING
Sistem ini berfungsi untuk mengontrol pedal kopling traktor. Sistem kontrol dirancang untuk mengontrol pergerakan kopling agar sesuai dengan waktu dan kecepatan pergerakan yang dapat
diatur.Pengontrolan dilakukan dengan menggunakan motor DC yang dikontrol oleh mikrokontroler melalui perangkat H-Bridge. Pedal kopling dikontrol untuk mencapai dua kondisi, yaitu kondisi minimum
dan maksimum penekanan.
Gambar 12. Desain Mekanisme Pengendali Kopling
4.1.1. Pedal Kopling
a. Fungsional
Kopling berfungsi untuk menghubungkan dan melepaskan kontak antara motor penggerak dengan transmisi traktor. Dalam pengoperasiannya, pedal kopling harus selalu dalam posisi penekanan
maksimum selama waktu yang diperlukan operator untuk memindahkan persneling, karena apabila pedal kopling diinjak, hubungan motor dengan transmisi terputus sehingga tidak ada tenaga yang disalurkan
dari motor ke batang transmisi. Dan sebaliknya apabila pedal kopling dilepas, tenaga akan disalurkan ke batang transmisi sehingga roda traktor dapat berputar.
b. Struktural
Kopling sudah menjadi bagian dari traktor yg digunakan. Pedal kopling terletak pada bagian kaki sebelah kiri pengemudi, dengan struktur pedal kopling tegak lurus terhadap lengan sehingga torsi yang
dihasilkan saat menginjak pedal kopling bernilai maksimal.
Klem Lengan Kopling
Kabel penarik Puli
Pedal kopling
