Jurnal Mekatronika [PDF]

Citation preview

PERANCANGAN SISTEM HIDROLIK ROBOT BULDOSER 1



Gustian Krisma Putra1 Teknik Elektro Konsentrasi Mekatronika,Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang Corresponding author: [email protected] ABSTRAK



Robot adalah hasil pengembangan teknologi yang digunakan untuk membantu manusia, baik di industri maupun di luar industri. Awalnya, robot adalah mesin otomatis yang sistemnya masih berfungsi sebagai mekanik otomatis dengan gerakan yang dikendalikan oleh sistem kontrol yang sederhana. Dalam penelitian ini, penulis merancang sejenis robot buldoser. Perencanaan sistem kontrol buldoser robot ini menggunakan sistem hidrolik sebagai driver robot. Kata Kunci : Robot, Sistem Hidrolik ABSTRACT Robots are the result of developing technology that is used to help humans, both in industry and outside the industry. Initially, robots were automatic machines whose systems still functioned as automatic mechanics with movements controlled by a simple control system. In this study, the author designed a type of bulldozer robot. Planning this robotic bulldozer control system uses a hydraulic system as a robot driver. Keyword : Robot, Hydraulik system.



A.



PENDAHULUAN



Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama dalam bidang elektronika berkembang demikian pesatnya. Perkembangan ini seiring dengan naiknya tuntutan masyarakat akan barang-barang yang berkualitas tinggi yang dihasilkan oleh industri. Hal ini telah membuat banyak proses pekerjaan beralih dari pekerjaan tangan ke sistem robot untuk mempermudah dan mempercepat pekerjaan, dengan peran manusia yang semakin kecil. Dalam dunia otomatisasi tersebut, robot memegang peranan penting sebagai salah satu hal yang potensi pengembangannya saat ini terbesar. Fungsi utama robot saat ini adalah menggantikan tugas manusia yang berhubungan dengan kegiatan yang berulang-ulang atau repetitif, yang membutuhkan daya tahan serta konsentrasi yang tinggi, terutama untuk melakukan pekerjaan fisik yang berat, memindahkan barang, memposisikan benda dan proses-proses lainnya. 1. Tinjauan Pustaka 1.1 Pengertian robotika sistem hidrolik merupakan suatu bentuk pemindahan daya dengan menggunakan media penghantar berupa fluida cair untuk memperoleh daya yang lebih besar dari daya awal yang dikeluarkan. Dimana fluida penghantar ini dinaikan tekanannya oleh pompa pembangkit tekanan kemudian diteruskan ke silinder kerja melalui pipa-pipa saluran dan katupkatup. Gerakan translasi batang piston dari silinder kerja yang diakibatkan oleh tekanan fluida pada ruang silinder dimanfaatkan untuk gerak maju dan mundur.



1.2 Hukum – hukum Dasar Hidrolik 1. Hukum Pascal. Pascal menyatakan bahwa “Tekanan yang diberikan pada fluida dalam sebuah wadah tertutup maka tekanannya akan diteruskan sama besar dan merata kesemua arah ” 2. Hukum Hidrostatik. Hukum utama hidrostatik berbunyi: “Tekanan hidrostatik pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di dalam wadah suatu jenis zat cair sejenis dalam keadaan seimbang adalah sama. 1.3 Unit Penggerak (Aktuator). berfungsi untuk mengubah tenaga fluida menjadi tenaga mekanik Hidrolik actuator dapat dibedakan menjadi dua macam yakni:  Penggerak lurus (linier Actuator) : silinder hidrolik.  Penggerak putar : motor hidrolik, rotary actuator. 1.4 Unit Pengatur. berfungsi sebagai pengatur gerak sistem hidrolik. Unit ini biasanya diwujudkan dalam bentuk katup atau valve yang macam-macamnya akan dibahas berikut ini. 1. Katup Pengarah (Directional Control Valve = DCV ) Katup (Valve) adalah suatu alat yang menerima perintah dari luar untuk melepas, menghentikan



Gustian Krisma Putra



atau mengarahkan fluida yang melalui katup tersebut. Contoh jenis katup pengarah : Katup 4/3 Penggerak lever, Katup pengarah dengan piring putar, katup dengan pegas bias. 2. Macam-macam Katup Pengarah Khusus 1) Check Valve adalah katup satu arah, berfungsi sebagai pengarah aliran dan juga sebagai pressure control (pengontrol tekanan) 2) Pilot Operated Check Valve, Katup ini dirancang untuk aliran cairan hidrolik yang dapat mengalir bebas pada satu arah dan menutup pada arah lawannya, kecuali ada tekanan cairan yang dapat membukanya. 3) Katup Pengatur Tekanan, Tekanan cairan hidrolik diatur untuk berbagai tujuan misalnya untuk membatasi tekanan operasional dalam sistem hidrolik, untuk mengatur tekanan agar penggerak hidrolik dapat bekerja secara berurutan, untuk mengurangi tekanan yang mengalir dalam saluran tertentu menjadi kecil. 3. Macam-macam Katup pengatur tekanan adalah: a. Relief Valve, digunakan untuk mengatur tekanan yang bekerja pada sistem dan juga mencegah terjadinya beban lebih atau tekanan yang melebihi kemampuan rangkaian hidrolik. b. Sequence Valve, berfungsi untuk mengatur tekanan untuk mengurutkan pekerjaan yaitu menggerakkan silinder hidrolik yang satu kemudian baru yang lain. c. Pressure reducing valve, berfungsi untuk menurunkan tekanan fluida yang mengalir pada saluran kerja karena penggerak yang akan menerimanya didesain dengan tekanan yang lebih rendah. 4) Flow Control Valve, katup ini digunakan untuk mengatur volume aliran yang berarti mengatur kecepatan gerak actuator (piston). Fungsi katup ini adalah sebagai berikut: · untuk membatasi kecepatan maksimum gerakan piston atau motor hidrolik · Untuk membatasi daya yang bekerja pada sistem · Untuk menyeimbangkan aliran yang mengalir pada cabang-cabang rangkaian. Macam-macam dari Flow Control Valve : · Fixed flow control yaitu: apabila pengaturan aliran tidak dapat berubah-ubah yaitu melalui fixed orifice. · Variable flow control yaitu apabila pengaturan aliran dapat berubah-ubah sesuai dengan keperluan · Flow control yang dilengkapi dengan check valve · Flow control yang dilengkapi dengan relief valve guna menyeimbangkan tekanan



B.



C.



METODE PENELITIAN 1.



Diagram Blok



2.



Rancangan



PEMBAHASAN 1.



Pompa Hidrolik Sistem hidrolik merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan zat cair untuk melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini bekerja berdasarakan hukum Pascal, yaitu jika suatu zat cair dikenakan tekanan,tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah berkurangnya kekuatan. Menurut Jarot Arseto (2010) dalam suatu bejana tertutup yang ujungnya terdapat beberapa lubang yang sama maka akan dipancarkan kesegala arah dengan tekanan dan jumlah aliran sama. Dimana tekanan dalam fluida statis memilki sifat-sifat sebagai berikut: a.Tidak memilki bentuk yang tetap, selalu berubah dengan tempatnya b.Tidak dapat dimampatkan c.Meneruskan tekanan ke semua arah dengan sama rata.



Gustian Krisma Putra



Gambar 2.1 Fluida dalam Pipa Menurut Hukum PascalPada gambar di atas adalah bejana berisi fluida yang dihubungkan dan mempunyai ukuran berbeda. Bila F diletakkan pada bejana yang berukuran kecil, maka tekanan P yang dihasilkan pada bejana kecil akan diteruskan pada bejana yang berukuran besar dimana P = F/A . Menurut persamaan tersebut pertambahan tekanan setara dengan rasio luas penampang bejana kecil dan bejana besar (F= P.A). Dalam sistem hidrolik, hal ini dimanfaatkan untuk merubah gaya tekan fluida yang dihasilkan oleh pompa hidrolik untuk menggerakkan bejana maju dan mundur maupun naik turun sesuai letaknya. 2.



Boyle’s Ballon Hukum Boyle menyatakan bahwa hubungan tekanan dan volume pada ruang tertutup adalah konstan. Pada Hukum Boyle juga mengatakan bahwa volume berbanding terbalik dengan tekanan. Hal tersebut berarti bahwa jika volume gas naik maka tekanan gas akan turun dan begitu sebaliknya. Boyle’s Ballonmerupakan alat peraga sains sederhana yang diperkenalkan oleh ahli atau pakar mainan sains dari India Arvind Gupta. Alat ini berupa balon yang dimasukkan dalam suntikan. Ketika kita menutup saluran dari suntikan dan kita memberikan tekanan pada suntikan tersebut maka akan dapat kita lihat bahwa balon yang ada dalam suntikan akan mengecil dan ketika mengurangi tekanan pada suntikan dengan cara menarik gagang dari suntikan maka balon yang berada dalam suntikan akan membesar kembali.



Hal tersebut dapat terjadi karena tekanan udara dalam balon lebih besar dari



tekanan atmosfer di luar balon dan juga kepadatan di dalam balon lebih besar dibandingkan kepadatan luar balon. Sehingga molekul-molekul di dalam balon bergerak dan melawan dinding bagian dari balon. Pada hukum Boyle jika kita menekan balon untuk mengurangi volume maka akan meningkatkan tekanan pada balon. Tekanan berbanding lurus dengan kepadatan, sehingga jika tekanan meningkat pada balon maka kepadatan balon juga akan meningkat dan jika tekanan berkurang pada balon maka kepadatan balon juga akan berkurang. Seperti yang telah dijelaskan, dalam alat ini awalnya hanya terdiri dari balon dan suntikan. Namunbesarnya tekanan tidak dapat diukur. Sehingga dalam penelitian ini, alat yang ada dikembangkan dengan cara memberikan alat ukur tekanan pada ujung suntikan sebagai indikasi penunujuk besar tekanan.



D. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan dapat ditarik simpulan diantaranya:Alat peraga sains pompa hidrolik dan boyle’s ballon untuk meningkatkan pemahaman konsep siswa merupakan media pendamping yang digunakan guru dalamproses pembelajaran untuk memperjelas konsep dan fenomena yang sedang diajarkan. Alat peraga ini terdiri dari dua bagian dimana bagian depan berupa alat peraga pompa hidrolik untuk memperjelas konsep mengenai hukum Pascal dan bagian belakang alat berupaalat peraga boyle’s ballonuntuk memperjelas konsep mengenai hukum Boyle. Alat peraga ini layak untuk digunakan dalam proses pembelajaran. Hal ini ditunjukkan dengan hasil uji kelayakan yang dilakukan oleh ahli (ahli media, ahli materi, dan guru fisika) dengan hasil penilaian 87,33% dengan kriteria layak pada alat peraga pompa hidrolik dan 94% dengan kriteria sangat layak pada alat peraga boyle’s balloon. Setelah dilakukan uji gainmenunjukkan bahwa alat peraga ini dapat meningkatkan pemahaman konsep siswa pada



Gustian Krisma Putra



materi hukum Pascal dengan n-gain0,49 dengan kriteria sedang dan 0,41 dengan kriteria sedang pada materi hukum Boyle. E. DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3.



https://lib.unnes.ac.id/21776/1/4201411004 -S.pdf (Lia Puspitarini) https://core.ac.uk/download/pdf/12345298. pdf (Jarot Aryoseto) https://media.neliti.com/media/publications /152853-ID-perancangan-sistem-kontrolrobot-lengan.pdf (Deny Wiria Nugraha)