33 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1 Perencanaan Desain Dalam menentukan desain Anemometer berbasis akuisisi data terdapat beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mencari desain terbaik. Adapun tahapan-tahapannya sebagai berikut: 3.1.1 Daftar Persyaratan Desain Daftar persyaratan dibuat untuk menjelaskan spesifikasi Anemometer dan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi sebelum produk dikembangkan lebih lanjut. Adapun daftar persyaratannya sebagai berikut: Tabel 3.1 Daftar Persyaratan Spesifikasi Desain Sifat Daftar Persyaratan Tanggal : Anemometer Berbasis Akuisisi Data Halaman :1 S/W Persyaratan Geometri S Bentuk sederhana W Alat dioperasikan menggunakan tenaga angin S Alat dapat dioperasikan secara portable dan secara luar lapangan Kinematik S Tranduser yang yang digunakan adalah Optocoupler
43
Embed
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATANeprints.umm.ac.id/39098/4/BAB III.pdf · menggunakan diagram blok. Diagram blok dan untuk fungsi keseluruhan dan sub-fungsi dapat dilihat pada gambar
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
33
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Perencanaan Desain
Dalam menentukan desain Anemometer berbasis akuisisi data terdapat
beberapa tahapan-tahapan yang bertujuan untuk mencari desain terbaik. Adapun
tahapan-tahapannya sebagai berikut:
3.1.1 Daftar Persyaratan Desain
Daftar persyaratan dibuat untuk menjelaskan spesifikasi Anemometer dan
persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi sebelum produk dikembangkan lebih
lanjut. Adapun daftar persyaratannya sebagai berikut:
Tabel 3.1 Daftar Persyaratan Spesifikasi Desain
Sifat Daftar Persyaratan Tanggal :
Anemometer Berbasis Akuisisi Data Halaman :1
S/W Persyaratan
Geometri
S Bentuk sederhana
W Alat dioperasikan menggunakan tenaga angin
S Alat dapat dioperasikan secara portable dan secara luar lapangan
Kinematik
S Tranduser yang yang digunakan adalah Optocoupler
34
W Hasil pembacaan Optocoupler berlogika 0 dan 1, sehingga
Anemometer menggunakan kipas (baling-baling kecil)
S Mekanisme penghubung kabel sensor yang berbentuk cincin dan
melingkar mengikuti arah angin
W Gerakan di masing-masing komponen harus teratur
Energi
W Menggunakan energi angin
S Menggunakan Arduino sebagai pengondisi tranduser
S Hemat Energi
Teknik Daftar Persyaratan tanggal
Anemometer Berbasis Akuisisi Data Halaman :2
D/W Persyaratan
Material
S Konstruksi rangka di buat dari bahan-bahan campuran alumunium dan
akrilik
S Kipas (baling-baling yang digunakan adalah bagian dari Anemometer
Wind Speed Air Velocity yang sudah dimodifikasi
W Komponen mudah didapat di pasaran
Keamanan
S Anemometer berbasis akuisisi data bisa dipasang di luar ruangan dan
operator bisa di dalam ruangan sehingga aman saat pengoperasian
W Dapat beroprasi pada siang dan malam hari
35
Ergonomi
S Kenyamanan dalam pengoprasian
S Menggunakan lampu indikator sehingga dapat diketahui kondisi alat
D Pengoprasian mudah dilakukan
S Bobot dari keseluruahan alat ringan
W Bunyi dari alat tidak bising
Produksi
S Jumlah komponen cukup minim
S Dapat dibuat/diproduksi oleh bengkel lokal
W Bentuk komponen sederhana dan tidak membutuhkan proses produksi
yang rumit
W Suku cadang mudah didapat
W Pembutan missal
Perawatan
S Tidak memerlukan perawatan khusus
W Komponen yang berhubungan dengan elektronika harus diperhatikan
Pengoperasian
D Kipas (baling-baling) alat dapat berputar mengikuti arah angin
D Mudah dalam pengoperasian
W Dapat dioperasikan oleh lebih dari satu orang
W Otomatis dapat melakukan penyimpanan secara realtime
Biaya
W Biaya produksi diharapkan tidak terlalu tinggi dan terjangkau
36
Transportasi
W Mudah dibawa dan mudah dikirim
W Mudah untuk dipindahkan
Pemrograman
W Arduino telah diisi program pada Sofware Arduino IDE
W Menggunakan Software PLX-DAQ yang terhubung ke Microsoft Excel
Persyaratan dibuat berdasarkan kebutukan Customer yang dapat bersifat
wajib dipenuhi (W) atau disarankan dipenuhi (S). Dari keterangan tersebut maka
dapat disimpulkan bahwa persyaratan yang dibuat merupakan panduan bagi
perancang untuk merancang alat (Riadi, Muhammad Sugeng, 2009).
3.1.2 Identifikasi Masalah
Pada tahap ini penulis bertujuan untuk menajamkan permasalahan yang
ada pada spesifikasi desain di atas. Adapun tahapannya sebagai berikut:
1. Data kuantitatif, dengan menghilangkan kesukaan/kesenangan pribadi dan
menghilangkan persyaratan yang tidak berkaitan langsung dengan fungsi
dan batasan-batasan penting (Riadi, Muhammad Sugeng, 2009). Dari
kriteria tersebut didapatkan hasil sebagai berikut:
a. Anemometer berbasis akuisisi data
b. Mengukur kecepatan angin
c. Dimensi Anemometer
d. Menggunakan sensor Optocoupler
e. Menggunakan Arduino Uno
37
f. Alat menggunakan tenaga angin
g. Jumlah baling-baling 6 buah
h. Alat dapat dioperasikan secara portable dan secara luar lapangan
i. Bobot alat yang ringan
j. Biaya produksi yang terjangkau
k. Menggunakan Software Microsoft Excel
l. Dapat mengakuisisi data secara realtime
m. Mudah dioperasikan
2. Mengubah data kuantitatif menjadi data kualitatif dan menyatakannya
dalam kalimat yang sederhana. Dari kriteria tersebut didapatkan hasil
sebagai berikut:
a. Anemometer berbasis akuisisi data
b. Untuk mengukur kecepatan angin
c. Ukuran Anemometer tertentu
d. Alat dapat dioperasikan secara portable dan secara luar lapangan
e. Memiliki bobot yang ringan dan biaya produksi yang terjangkau
f. Menggunakan Software Microsoft Excel untuk penyimpanan data
g. Dapat mengakuisisi data secara realtime
h. Data yang dihasilkan berbentuk nilai angka dan grafik untuk tujuan
pengarsipan
i. Alat difungsikan secara otomatis dan mudah dioperasikan
3. Kemudian mengelompokkan data kuantitatif. Dari kriteria tersebut
didapatkan hasil sebagai berikut:
a. Anemometer berbasis akuisisi data
38
b. Mengukur kecepatan angin
c. Dimensi yang sederhana
d. Menggunakan Software Microsoft Excel
e. Bentuk nilai angka dan grafik untuk tujuan pengarsipan
4. Memformulasikan masalah sehingga didapatkan hasil sebagai berikut.
Perancangan Anemometer berbasis akuisisi data untuk mengukur
kecepatan angin dengan dimensi yang sederhana menggunakan Software
Microsoft Excel yang berbentuk nilai angka dan grafik untuk tujuan
pengarsipan.
3.1.3 Struktur Fungsi
Dari penggalian serta konseptual desain dapat dinyatakan atau
digambarkan suatu struktur fungsi berupa fungsi keseluruhan dan sub-sub fungsi /
fungsi utama yang didasarkan pada aliran energi, material atau signal dengan
menggunakan diagram blok. Diagram blok dan untuk fungsi keseluruhan dan sub-
fungsi dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1 Diagram Blok Fungsi Keseluruhan
Gambar diatas menjelaskan aliran fungsi energi pada Anemometer,
dimana inputan dari energi angin/ pergerakan angin diubah menjadi tampilan data
dan grafik. Seperti dijelaskan pada gambar 3.2 pada sistem Anemometer terdapat
Pergerakan
Angin
Sensor
Optocoupler
Mikrokontroler
Arduino Uno
PC Tampilan Data
dan Grafik
39
beberapa sub-fungsi aliran energi yang kemudian akan menghasilkan prinsip kerja
Anemometer.
Gambar 3.2 Aliran Energi pada Diagram Blok Fungsi
3.1.4 Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari alat ukur yang dibuat hampir sama dengan Anemometer
yang ada di lapangan ataupun Anemometer yang terdapat pada laboratorium.
Ketika ada angin, maka baling-baling (kipas) akan berputar, karena memiliki
pengarah angin, jadi bisa menyesuaikan arah anginnya. Selain mengarah pada satu
arah yang sama, baling-baling (kipas) juga terbuat dari bahan plastik yang ringan.
Baling-baling ini berjumlah 6 buah dan memiliki jumlah celah 6 buah. Prinsipnya
jika baling-baling berputar maka akan melewati sensor Ouptocopler. Sensor
kemudian mencacah putaran baling-baling (kipas). Keluaran dari sensor ini adalah
berupa nilai data yang kemudian di konversi melalui Mikrokontroler Arduino Uno
Tranduser
(sensor)
Pengkondisi
Sinyal/ Arduino
Perangkat
Analisis Data
Software
Display
Data dan
Grafik
Personal
Computer
Pergerakan
Angin Perangkat
Akuisisi Data
Kabel Serial
40
ATmega328, sehingga keluarannya dalam satuan RPM, yang kemudian
dikonversi lagi untuk menetukan kecepatan angin dalam satuan m/s.
Gambar 3.3 Prinsip Kerja Anemometer Berbasis Akuisisi Data
3.1.5 Kombinasi dan Susunan Konsep
Jika ditabelkan sub-fungsi akan terlihat sebagai berikut:
Tabel 3.2 Kombinasi sub-fungsi yang didasarkan pada diagram blok sub-fungsi
No
Prinsip Solusi/ Sub
Fungsi
1 2 3
1 Pengendali Manusia
2 Energi Angin
Angin
Kipas
Baca Sensor
Arduino Uno ATmega328
Simpan Data/ PC
Selesai
41
3 Tranduser Optocoupler
4 Pemrosesan data Arduino Nano Arduino Uno
5 Tipe baling-baling Kipas
Cup
(mangkok)
6
Alur penghubung
kabel agar bisa
berputar
PCB alur
lingkaran
Alumunium
berbentuk
cincin
7
Perangkat akuisisi
data
Personal
Computer (PC)
LCD
42
8
Aplikasi pembuatan
program
Arduino IDE CV-AVR
9
Aplikasi penampil
data
Arduino IDE
Microsoft
Excel
10
Aplikasi
penyimpanan data
Arduino IDE
Microsoft
Excel
Dari tabel hasil identifikasi masalah akan terlihat berbagai kemungkinan
kombinasi sub-fungsi yang mungkin untuk digunakan. Pemilihan masing-masing
alternatif didasarkan pada evaluasi teknik dan ekonomi (Riadi, Muhammad
Sugeng, 2009).
3.1.6 Pemilihan Konsep Varian
Dalam pembuatan konsep varian harus memperhatikan segi teknik dan
ekonominya. Pemilihan konsep varian dilakukan untuk pengerjaan model dan
menentukan unjuk kerja secara kuantitatif (Riadi, Muhammad Sugeng,
2009). Dari tabel 3.2 didapatkan hasil varian sebagai berikut: