IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Metode Pengambilan Data
Pengambilan data getaran digunakan tiga unit traktor roda dua dengan kondisi lengkap dan jam operasional traktor yang berbeda. Batasan selama
pengambilan data sebagai berikut: o
Pengujian dilakukan di dalam gudang traktor dengan aliran udara bebas. o
Lantai gudang terdiri dari komposisi coran semen padat dengan ketebalan coran lebih kurang 15 cm. Dinding terdiri dari batu-bata merah yang
diplester dengan komposisi campuran semen dan pasir dengan ketebalan dinding 14 cm.
o Rangka atap gudang terdiri dari rangka besi dengan atap terdiri dari bahan
Asbes dengan kontur bergelombang. o
Dua set roda traktor kontak langsung dengan lantai dasar gudang dan pada bagian depan digunakan penopang penyangga standar traktor roda dua,
atau dibantu dengan besi penyangga, agar posisi traktor berada pada level
horizontal. o
Selama pengambilan data Gambar 21, rangka dan enjin traktor berada pada posisi horizontal dan tidak memasang implemen bajak.
Gambar 21 Kondisi dan posisi traktor selama pengambilan data
4.2 Penyusunan Model
4.2.1 Batasan Model Model yang digunakan terdiri dari model sebelum memakai karet peredam
dan setelah memakai karet peredam. Model yang akan dijadikan sebagai input adalah sebagai berikut.
a. Merek traktor
Kontruksi traktor roda dua jauh berbeda antara satu dengan yang lain, kecuali merek dan model yang sama. Akan tetapi urutan komponen
bagian utama semua traktor roda dua sampai sekarang masih sama. Karena komponen utama tersebut adalah kesatuan dari satu unit traktor.
Seperti enjin terletak diatas rangka dudukan yang diikat dengan baut pengikat. Rangka terhubung dengan kotak transmisi
gear box juga diikat dengan baut pengikat. Kemudian kotak transmisi, dihubungkan dengan
suatu ikatan baut pada stang kemudi. Selanjutnya kemudi utama di ikat dengan baut pengikat pada stang kemudi. Dengan demikian, melalui
komponen utama terjadinya perpindahan getaran dari enjin ke seluruh unit traktor roda dua.
b. Berat rangka Bahan yang keras dan padat pejal mempunyai nilai penghantar
getaran yang besar. Penggunaan bahan logam akan dapat menimbulkan getaran yang lebih besar pada stang kemudi apabila dibandingkan
dengan penggunaan material yang lebih lunak elastis. Mengingat beban kerja traktor roda dua dilahan yang berbagai ragam dan bentuk, maka
pemilihan dan penggunaan material untuk komponen traktor roda dua harus disesuaikan dengan pekerjaan dan lingkungan, dengan kata lain
perlu optimasi dan kombinasi dimensi, bentuk serta pemakaian material yang sesuai.
Getaran dapat dihantarkan dalam bentuk gaya keberbagai arah dalam bentuk momen gaya. Getaran yang ditransmisikan dari enjin dalam
bentuk gaya dapat dipengaruhi oleh panjang lengan kemudi, mengakibatkan terjadi defleksi dinamis sepanjang lengan tersebut.
Dengan demikian semakin panjang lengan kemudi, maka semakin besar peluang terjadi defleksi.
Besarnya energi getaran dalam bentuk momen gaya yang ditransmisikan, dengan jarak dari pusat sumbu gerakan dan titik berat
massa yang bergetar enjin. Hal ini dapat di perhatikan, apabila panjang rangka di tambah, maka momen gaya akan bertambah terhadap as roda,
sehingga gaya yang sampai pada stang kemudi akan bertambah.
Dimensi komponen rangka traktor roda dua dapat mempengaruhi getaran dalam bentuk resonansi yang terjadi. Apabila frekuensi pribadi
Natural komponen sesuai dengan frekuensi yang ditimbulkan oleh enjin, maka akan terjadi interferensi gelombang, baik yang saling meniadakan,
maupun yang saling mempengaruhi besarnya frekuensi. Getaran seperti ini akan terjadi pada putaran enjin yang berbeda, dimana pada suatu
kecepatan akan terjadi getaran yang tinggi, dan pada kecepatan putaran berikutnya akan turun kembali.
c. Berat enjin Konstruksi enjin traktor bila dilihat dari luar pada umumnya hampir
sama antara satu dengan yang lain, juga cara kerjanya yang. Konstruksi terdiri dari beberapa komponen yaitu rangka, enjin, tangki minyak, ruang
bakar, puli-roda penyeimbang dan saluran pembuang sisa pembakaran. Berat satu unit enjin traktor antara satu merek atau model berbeda
dengan yang lainnya. Hal ini salah satunya disesuaikan dengan kebutuhan daya yang dibutuhkan untuk satu unit traktor.
Getaran yang terjadi pada semua bagian traktor roda dua bersumber dari enjin akibat pergerakan
translasi piston didalam ruang bakar. Selama terjadi pembakaran didalam ruang bakar, semua bagian enjin yang
merupakan suatu unit kesatuan akan bergetar dengan frekuensi yang berbeda-beda, tergantung pada material, hambatan dan panjang lintasan
getaran dari sumbernya ruang bakar. Pada umumnya konstruksi enjin terdiri dari tiga tipe, yaitu tipe tegak lurus
vertikal, tipe datar flat- horizontal dan tipe bersudut enjin-V.
Dilihat dari kontruksi, enjin juga berpengaruh pada besar atau kecilnya getaran yang terjadi pada masing-masing sumbu. Menurut arah
gerak dari beberapa tipe piston, maka gerak kearah sumbu-x sesuai dengan gerak piston tipe datar
flat-horizontal, arah sumbu-z sesuai dengan gerak piston tipe tegak lurus
vertikal. Sedangkan untuk arah sumbu-y merupakan kombinasi dari dua atau tiga tipe arah gerak maju
piston dalam ruang bakar.
d. Putaran enjin Selama terjadi pembakaran dalam ruang bakar, maka enjin akan
menghasilkan suatu putaran pada kecepatan yang berbeda. Putaran yang dihasilkan enjin dapat menyebabkan terjadinya getaran sesuai
dengan kecepatan putarannya. Kecepatan putaran yang sama akan menyebabkan terjadinya berbeda getaran antara tiga sumbu pengukuran.
Perbedaan ini terjadi karena dipengaruhi frekuensi pribadi natural
lingkungan ataupun dari material satu unit traktor. e. Tipe roda
Secara umum traktor roda dua memakai dua tipe roda, yaitu roda karet dan roda besi. Masing-masing roda memiliki kelebihan dan
kekurangan. Pada khususnya roda karet dipakai pada pengoperasian di lahan kering, sedangkan roda besi dipakai pada lahan basah atau lahan
sawah. Roda traktor langsung berhubungan dengan lantai atau tanah.
Apabila getaran yang ditimbulkan ketika enjin menyala, maka selama itu juga getaran yang ditimbulkan dari enjin akan diteruskan ke roda melalui
rangka dudukan enjin. Selanjutnya getaran akan diteruskan ke lantai atau tanah yang merupakan titik akhir tumpuan traktor roda dua. Getaran
yang diteruskan melalui roda secara umum getarannya menjalar kearahnya ke bawah. Akan tetapi hal ini tidak ada alasan untuk dikatakan
bahwa energi getaran yang menjalar melalui roda akan diserap sepenuhnya oleh lantai. Adakalanya getaran akan dikembalikan
seluruhnya atau sebagian sesuai dengan kemampuan lantai atau tanah dalam menerima getaran. Hal ini sesuai dengan hukum Newton yang
membuktikan bahwa, aksi sama dengan reaksi. Kalau diperhatikan bahwa getaran yang timbul pada bagian
stang kemudi akan berkurang apabila dibandingkan getaran yang timbul pada enjin atau bagian yang dekat dengan ruang bakar. Dengan
demikian jarak antara as roda dengan sumber getaran lebih dekat bila dibandingkan dengan jarak ke stang kemudi utama. Roda yang berfungsi
sebagai penahan berat rangka dan berat enjin, maka apabila terjadi getaran berarti beban roda akan bertambah lebih besar.
Selanjutnya antara roda karet dan roda besi akan berbeda dalam hal menerima dan meneruskan getaran. Perbedaan ini karena pengaruh
dari material dan frekuensi pribadi antara dua material yang berbeda. Besi bersifat padat dan dapat menghantarkan getaran serta panas hampir
mendekati sempurna. Hal yang sama juga terjadi pada roda besi, dimana kemampuan roda besi untuk mempengaruhi besarnya getaran pada
traktor. Getaran yang seharusnya menjalar kearah lantai dengan harapan dapat berkurang, akan tetapi frekuensi material roda besi beresonansi
karena pengaruh kontak langsung antara roda dengan lantai. Sedangkan karet bersifat meredam getaran, hal ini karena salah satu diantara sifat
karet yaitu sebagai isolator baik untuk menghambat panas maupun penghambat getaran. Sifat karet tersebut juga berpengaruh pada
besarnya getaran yang ditimbulkan traktor apabila pengoperasiannya menggunakan roda karet.
f. Jenis karet peredam Material yang dapat digunakan untuk mengurangi getaran pada
stang kemudi traktor roda dua, diantaranya yang mempunyai sifat peredam atau sifat elastis seperti karet, plastik, polyurethane, kayu, fiber
dan lain-lain. Pengurangan getaran dapat dilakukan dengan mengurangi transmisi dari sumber getaran sampai permukaan yang di ukur, yaitu
penggunaan bahan yang elastis seperti pegas dan karet dan penambahan bahan yang mampu meredam getaran sehingga energi
getaran sepanjang jalur transmisi dapat di ubah menjadi energi panas. Frekuensi getaran yang terjadi pada material peredam harus lebih kecil
dari frekuensi getaran yang terjadi akibat transmisi dari sumber getaran. Benda yang bergetar pada frekuensi yang sama dapat saling
mempengaruhi, dan disebut dalam keadaan beresonansi. Dengan demikian tingkat kekerasan karet peredam sangat penting
dalam penggunaan untuk suatu enjin. Karena karet yang kaku akan lebih sempurna menerima dan meneruskan getaran bila dibandingkan dengan
karet yang lebih lunak soft. Tingkat kekerasan karet dapat diukur
sedemikian rupa mulai dari shore A 20 sampai dengan kekerasan shore
A 95 Tabel 4 dan Tabel 6. Karet sintetis yang digunakan sebagai parameter masukan adalah campuran antara karet alam dan
Viton.
g. Tebal karet peredam Karet peredam
mounting yang dipasang antara enjin dan rangka depan gunanya sebagai peredam getaran. Sebagaimana diketahui bahwa
enjin pada traktor roda dua terletak diatas rangka traktor yang diikat dengan baut M12, yang terjadi kontak langsung antara dua material
logam sehingga menyebabkan terjadinya getaran ke rangka. Dengan pemasangan karet peredam pada posisi ini diharapkan akan terhambat
laju getaran yang terjadi. Dengan adanya perbedaan antara ukuran tebal karet peredam, maka diharapkan adanya perbedaan karet peredam
dalam mereduksi getaran. Sebagaimana diketahui pemasangan karet
mounting sangat berguna untuk mereduksi getaran. Dengan demikian disain karet
peredam ini harus mendekati kesempurnaan dan apabila terjadi getaran, tidak langsung diteruskan sebesar getaran yang terjadi dari sumbernya.
h. Karet ring Karet ring bentuknya sederhana dan menyerupai sebuah ring baut
atau menyerupai karet gelang dengan kontruksi adanya hole ditengah
sebesar batang baut. Fungsi karet ring tidak jauh berbeda dengan karet mounting yang dipasang antara enjin dan rangka. Fungsinya yaitu untuk
mereduksi getaran yang terjadi akibat kontak langsung antara dua komponen atau lebih pada traktor roda dua. Karet ring yang dipasang
antara komponen traktor berperan penting untuk mereduksi getaran yang berasal dari sumbernya.
4.2.2 Model Jaringan Syaraf Tiruan JST Pemilihan data training dan testing berdasarkan putaran enjin dipilih
secara acak pada 9 sembilan kecepatan putaran enjin. Pemilihan atau penentuan data yang diacak, bersifat tidak mengikat seperti pola yang di
tentukan dalam penelitian ini. Boleh saja digunakan pola lain, akan tetapi sebaiknya terwakili semua data putaran yang ada untuk training dan testing,
sekalipun ada kesamaan putaran antara masing-masing traktor. Dalam penentuan data putaran yang dipilih 70 untuk training dan 30 untuk testing.
Seperti terlihat pada Tabel 8, bahwa untuk traktor A tidak ada data pada putaran
2200 dan 2400 rpm. Karena sukar dalam penentuan persentase yang akan dipilih, dengan demikian dalam penelitian ini digunakan batasan persentase data
yang akan ditraining untuk model I dan model II antara 68-70 dari jumlah data dan untuk testing dengan batasan 30-32 dari jumlah data.
Data training yang digunakan sebagai masukan input untuk Jaringan
Syaraf Tiruan JST adalah data getaran yang terjadi pada sumbu-x, sumbu-y dan sumbu-z. Getaran tersebut diukur pada stang kemudi berdasarkan
perbedaan tingkatan level putaran enjin. Dalam pemilihan data yang akan
dijadikan sebagai data training dan data testing tidak boleh sama antara kedua data tersebut. Hal ini perlu diperhatikan agar tidak terjadi tumpang tindih
overlapping data selama proses pembelajaran berlangsung. Sebagai penjelasan data yang dipilih dapat dilihat pada Tabel 8 berikut ini :
Tabel 8 Data training dan testing yang dipilih berdasarkan putaran enjin rpm Putaran enjin rpm
No Merek
traktor 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
1 A Trai Trai Test Trai Test Trai Trai
2 B Trai
Test Trai Test Trai Test Trai Trai Trai 3 C
Trai Trai Test Trai Test Trai Test Trai Trai Keterangan
Data Training Data Test
Tidak ada data
a. Data training Data training untuk traktor merek A di pilih 5 lima, dari 7 tujuh
kecepatan putaran rpm. Traktor merek B di pilih 7 tujuh, dari 9 sembilan kecepatan putaran rpm. Traktor merek C di pilih 7 tujuh, dari 9 sembilan
kecepatan putaran rpm. b. Data testing
Data Testing untuk data test yang digunakan sebagai masukan input untuk Jaringan Syaraf Tiruan JST adalah data putaran enjin yang
diambil secara acak pada 9 sembilan kecepatan putaran enjin. Untuk traktor merek A dipilih 2 dua, dari 7 tujuh kecepatan putaran rpm. Traktor merek B
dipilih 3 tiga, dari 9 sembilan kecepatan putaran rpm. Traktor merek C dipilih 3 tiga, dari 9 sembilan kecepatan putaran rpm.
4.2.3 Struktur Jaringan Syaraf Tiruan Model struktur Jaringan Syaraf Tiruan JST yang di pakai dalam
penulisan ini ada dua model yaitu model I adalah tidak memakai karet peredam mounting, maupun peredam lainnya yang dapat mempengaruhi maupun
sebagai penghambat getaran. Model II adalah model yang dipakai karet peredam mounting yang berfungsi sebagai isolator getaran.
Parameter Jaringan Syaraf Tiruan yang digunakan selama pembelajaran untuk data training dan data testing digunakan learning rate 0.1, momentum 0.1
dan gain 0.9. Iterasi data training dan data testing pada Jaringan Syaraf Tiruan JST
dihentikan apabila perubahan Mean Square Error MSE dimana MSE
testing i
MSE
testing i-1
atau iterasi dihentikan karena perubahan MSE sangat kecil atau lebih kecil dari 10
-9
. 4.2.4 Model I Jaringan Syaraf Tiruan
Pemodelan Jaringan Syaraf Tiruan pada Model I digunakan sebanyak 50 data ukur. Data tersebut dibagi kedalam dua kelompok, yaitu kelompok data
untuk training dan kelompok data untuk testing. Dari 50 data ukur dipilih data training sejumlah 34 data ukur atau 68 dari jumlah data ukur awal dan data
testing digunakan sejumlah 16 data ukur atau 32 dari data ukur awal. Jumlah struktur lapisan
layer ada 3 lapisan layer dengan node pada masing-masing lapisan
layer terdiri dari 5 node pada lapisan masukan layer input, 15 node pada lapisan tersembunyi hidden layer dan 3 node pada lapisan
keluar layer output.
Dari proses JST yang dilakukan pada model I, untuk data training dan testing adalah 5 input pemodelan dapat dilihat seperti pada Gambar 19. Sebagai
berikut akan diuraikan hasil training dan testing dari JST untuk data training dan testing dari percepatan getaran pada model I untuk masing-masing sumbu.
Bentuk desktop program Jaringan Syaraf Tiruan yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada lampiran 1.
a. Grafik MSE model I Jaringan Syaraf Tiruan