RANCANG BANGUNYOKE ELECTROMAGNETIC DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC TUGAS AKHIR FUAD ADHITYA NIM : 150309263191 PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN BALIKPAPAN 2018
RANCANG BANGUNYOKE ELECTROMAGNETIC
DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC
TUGAS AKHIR
FUAD ADHITYA
NIM : 150309263191
PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
BALIKPAPAN
2018
i
RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC
MENGGUNAKAN ARUS DC
ALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT
UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
FUAD ADHITYA
NIM : 150309263191
PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
BALIKPAPAN
2018
ii
LEMBAR PENGESAHANTUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC
DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC
Disusun Oleh : FUAD ADHITYA
NIM : 150309263191
Jurusan Teknik Mesin Program Studi Alat Berat
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang beetanda tangan dibawah ini:
Nama : Fuad Adhitya
Tempat/Tanggal lahir :Balikpapan, 26 Maret 1997
NIM : 150309263191
Menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN
YOKE ELECTROMAGNETIC DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC” adalah
bukan merupakan hasil karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan,
kecuali dalam kutipan saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
apabila pernyataan ini tidak sesuai, saya bersedia menerima sanksi akademis
iv
MOTTO DANLEMBAR PERSEMBAHAN
“PENGALAMAN TERASA SANGAT DAHSYAT SAAT DI DALAMNYA ADA
PENGORBANAN DAN PERJUANGAN’’
Karya ilmiah ini kupersembahan kepada
Ayahanda dan ibunda tercinta
Nasir Ashari dan Maya Noor Indah S
Kedua saudara yang kusayangi
Faizal Adhitama dan Eva Meylinda
v
SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai civitas akademik Politeknik Negeri Balikpapan, saya yang bertanda
tangan dibawah ini:
Nama : Fuad Adhitya
NIM : 150309263191
Program Studi : Alat Berat
Jurusan : Teknik Mesin
Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN YOKE ELECTROMAGNETIC
DENGAN MENGGUNAKAN ARUS DC.
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk
memberikan hak kepada Politeknik Negeri Balikpapan untuk menyimpan,
mengalih media atau formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data
(database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta.
Dari pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
vi
ABSTRACT
Because of the NDT Non Destructive Test process use Yoke Electromagnetic AC
current which is less effective when doing NDT in the field therefore the aim of
this research are to design, make and use Yoke Electromagnetic tool using DC
current, to facilitate NDT testing, because in NDT implementation must know
damage to components, especially in cracks, Cracks in a component should be
known quickly and accurately, so that the work can be completed properly. The
method used in this study was direct field research in the Balikpapan State
Polytechnic at mechanical engineering workshop. It could be identified that NDT
work requires a long time in identifying damage to a component, especially in
component cracks. This research explained how Yoke Electromagnetic design,
Benefit of Yoke Electromagnetic, JSA Electromagnetic, Yoma Electromagnetic, By
using Yoke Electromagnetic tool that has been made can improve the efficiency of
work time faster than Penetrant Test which took 25 minute, while used Yoke
Electromagnetic only took 11 minutes, so when using Electromagnetic Yoke tool
could save about 14 minutes and this tool is able to lift maximum load of 3.5kg
with magnetic field strength6 × 10−2 by using was 12 volt and 5 ampere battery.
Keywords: Yoke Electromagnetic, NDT, Time, Magnetic Field Strength
vii
ABSTRAK
Dikarenakan proses (Non Destructive Test) NDT yang menggunakan Yoke
Electromagnetic arus AC yang kurang efektif ketika melakukan NDT di lapangan
sehingga penelitian ini bertujuan untuk merancang, membuat dan menggunakan
alat Yoke Electromagneticmenggunakan arus DC, untuk mempermudah
pengujianNDT, karena dalam pelaksanaan NDT harus mengetahui kerusakan pada
komponen terutama pada keretakan, keretakan pada suatu komponen sebaiknya
dapat di ketahui dengan cepat dan tepat, agar pekerjaan dapat selesai dengan baik.
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah penelitian lapangan secara
langsung di workshopteknik mesin Politeknik Negeri Balikpapan. Dapat di
identifikasi bahwa pengerjaan NDT membutuhukan waktu yang lama dalam
mengidentifikasi kerusakan pada suatu komponen terutama pada keretakan
komponen.Penelitian ini menjelaskan bagaimana perancangan Yoke
Electromagnetic, keuntungan penggunaan Yoke Electromagnetic, analisa (Job
Safety Analysis) JSA penggunaan dan pembuatan Yoke Electromagnetic, Dengan
menggunakan alat Yoke Electromagnetic yang telah dibuat dapat meningkatkan
efisiensi waktu pekerjaan yang lebih cepat dibandingkan dengan Penetrant Test
yang membutuhkan waktu 25 menit, sedangkan dengan menggunakan Yoke
Electromagnetic hanya membutuhkan waktu 11 menit, jadi pada saat
menggunakan alat Yoke Electromagnetic dapat menghemat waktu sekitar 14 menit
dan alat ini mampu mengangkat beban maksimal sebesar 3,5kg dengan kekuatan
medan magnet 6 × 10−2 dengan menggunakan battery 12 volt dan 5 ampere.
Kata Kunci: Yoke Electromagnetic, NDT, Waktu, Kekuatan Medan Magnet.
viii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas rahmat serta hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir
ini dengan judul “Rancang BangunYoke Eclectromagnetic Dengan Menggunakan
Arus DC”.
Di dalam tulisan ini, disajikan pokok-pokok bahasan tugas akhir meliputi
gambaran tentangperancangan dan pembuatan yoke electromagnetic efektifitas
alat tersebutdalam pembelajaran tentang NDT (Non Destructive Test).
Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ramli, S.E., M.M. sebagai Direkur Politeknik Negeri Balikpapan
2. Zulkifli, S.T., M.Tsebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin sekaligus sebagai
Pembimbing satu.
3. Patria Rahmawaty,.Psi.,M.MPd, Psikolog sebagai Pembimbing dua.
4. Seluruh staf dan karyawan jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri
Balikpapan dan rekan-rekan atas diskusi dan konsultasi yang diberikan.
5. Ayahanda dan Ibunda yang senantiasa memberikan segala hal yang tidak
ternilai kepada anaknya.
6. Seluruh teman angkatan 2015 Teknik Mesin yang telah banyak membantu
selama penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai.
7. Semua pihak yang penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu, yang telah
memberikan bantuan secara langsung maupun tidak langsung dalam
penyusunan tugas akhir ini hingga selesai.
Penulis menyadari bahwaTugas Akhir ini bukanlah karya yang sempurna,
dan masih banyak ditemui kekurangan dan kelemahan. Oleh karena itu, saran dan
masukan yang membangun sangat diharapkan.
Balikpapan, 12 April 2018
Fuad Adhitya
ix
DAFTAR ISI
JUDUL ................................................................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN .................................................................................... iii
LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. iv
ABSTRACT ......................................................................................................... vi
ABSTRAK ........................................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ......................................................................................... 3
1.4 Tujuan Penulisan ........................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penulisan ...................................................................................... 3
1.5.1 Manfaat Bagi Industri ................................................................................. 3
1.5.2 Manfaat Bagi Akademik ............................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ............................................................. 4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka......................................................................................... 5
2.2 Teori Dasar ................................................................................................. 5
2.2.1 Teori Umum MPI ....................................................................................... 5
2.2.2Jenis-jenis Magnet ...................................................................................... 11
2.2.3Elektromagnet ............................................................................................ 12
2.2.4Pengertian Kumparan ................................................................................. 15
2.2.5 Resistor Dan Regulator ............................................................................ 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian ......................................................................................... 21
3.2. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 21
x
3.3. Peralatan dan Bahan.................................................................................. 21
3.3.1. Alat........................................................................................................... 21
3.3.2.Bahan ........................................................................................................ 22
3.4. Prosedur Penelitian ................................................................................... 22
3.4.1 Desain ....................................................................................................... 23
3.5. Metode Penelitian ..................................................................................... 25
3.6. Jadwal Kegiatan ........................................................................................ 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Perancangan alat Yoke Electromagnetic ........................................... 27
4.2. Pembahasan Perancangan alat Yoke Electromagnetic ................................ 28
4.2.1. Besi Cylinder ............................................................................................ 28
4.2.2.Kawat Email ............................................................................................. 29
4.2.3. Regulated Power Supply ........................................................................... 30
4.2.4.Serbuk Besi dan Pompa Low Pressure....................................................... 31
4.3. Hasil Analisa (Job Safety Analysis) JSA Pada Pembuatan dan Penggunaan
Alat Yoke Electromagnetic ................................................................................. 32
4.4. Langkah-Langkah Menggunakan Alat Yoke Electromagnetic Dengan
Menggunakan Arus DC ..................................................................................... 35
4.5. Hasil Pengujian alat Yoke Electromagnetic ............................................... 36
4.6. Hasil Analisa Keuntungan Dalam Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic. ..
................................................................................................................. 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan............................................................................................... 46
5.2. Saran ........................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47
LAMPIRAN ...................................................................................................... 48
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kebocoran medan magnet akibat diskontinuitas menyebabkan serbuk
besi tertarik pada area sekitar diskontinuitas. ........................................................ 6
Gambar 2.2. Karakteristik Domain Magnet Material yang Tidak Termagnetisasi
dan Termagnetisasi .............................................................................................. 7
Gambar 2.3. Garis Gaya Magnet .......................................................................... 7
Gambar 2.4. Magnetisasi melingkar induksi langsung menggunakan head shot &
prods .................................................................................................................... 8
Gambar 2.5. Magnetisasi melingkar tak langsung menggunakan central konduktor
............................................................................................................................ 8
Gambar 2.6. Magnetisiasi memanjang menggunakan yoke ................................... 9
Gambar 2.7. Magnetisasi memanjang menggunakan kumparan ............................ 9
Gambar 2.8.sifat elektromagnetik....................................................................... 13
Gambar 2.9. Garis magnet membentuk selubung seputar kawat berarus ............. 13
Gambar 2.10. Prinsip putaran sekrup .................................................................. 14
Gambar 2.11.Diamagnetic, paramagnetic, ferromagnetic .................................. 15
Gambar 2.13. Resistor ........................................................................................ 17
Gambar 2.14. Rangkaian Dasar IC Voltage Regulator ........................................ 19
Gambar 2.15. Rangkaian Adjustable Voltage Regulator ..................................... 19
Gambar 3.1. Desain 2D Alat Yoke Electromagnetic ........................................... 23
Gambar 3.2. Desain 3D Alat Yoke Electromagnetic ........................................... 24
Gambar 3.3. Metode Penelitian .......................................................................... 25
Gambar 4.1. Merupakan Alat Yoke Electromagnetic .......................................... 27
Gambar 4.2. Perancangan Besi Cylinder yang telah dibuat ................................. 28
Gambar 4.3.Coil/Kawat Email yang telah di gulung ........................................... 29
Gambar 4.4. Merupakan Regulated Power Supply .............................................. 30
Gambar 4.5. Serbuk besi berwarna hitam ........................................................... 31
Gambar 4.6.Pompa Low Pressure ...................................................................... 32
Gambar 4.7. Hasil Menggunakan Yoke Electromagnetic .................................... 37
Gambar 4.8. Hasil Menggunakan Regulated Power Supply ................................ 37
Gambar 4.9. Hasil Menggunakan Penetrant Test ................................................ 37
xii
Gambar 4.10. Keuntungan Waktu Menggunakan Penetrant Test dan Yoke
Electromagnetic ................................................................................................. 38
Gambar 4.11. Pengangkatan dengan 12V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen .... 39
Gambar 4.12. Pengangkatan dengan 11V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen .... 39
Gambar 4.13. Pengangkatan dengan 10V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen .... 40
Gambar 4.14. Pengangkatan dengan 9V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 40
Gambar 4.15. Pengangkatan dengan 8V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 41
Gambar 4.16. Pengangkatan dengan 7V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 41
Gambar 4.17. Pengangkatan dengan 6V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 42
Gambar 4.18. Pengangkatan dengan 5V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 42
Gambar 4.19. Pengangkatan dengan 4V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 43
Gambar 4.20. Pengangkatan dengan 3V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 43
Gambar 4.21. Pengangkatan dengan 2V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 44
Gambar 4.22. Pengangkatan dengan 1V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen ...... 44
Gambar 4.23. Kekuatan Yoke ElectromagneticDalam Mengangkat Spesimen .... 45
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Jadwal Pelaksanaan Kegiatan ............................................................ 26
Tabel 4.1 JSA Pembuatan Alat Yoke Electromagnetic ........................................ 32
Tabel 4.2 JSA Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic ...................................... 34
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 ................................................................................................... 48
LAMPIRAN 2 ................................................................................................... 49
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada zaman ini kebutuhan akan logam yang berkualitas pada industri-
industri permesinan sangat diperlukan untuk pembuatan alat-alat penunjang yang
sangat dibutuhkan oleh dunia industri. Dari beberapa hal yang diciptakan oleh
manusia salah satunya pembuatan berasal dari logam seperti mobil, sepeda motor,
sepeda, jembatan dan lain sebagainya. (Ahmad Rafe’I, 2011).
Logam merupakan unsur kimia yang mempunyai sifat-siifat kuat,liat,keras,
penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Biji logam
ditemukan dengan cara penambahan yang terdapat dalam keadaan murni atau
bercampur. Biji logam yang ditemukan dalam unsur seperti emas, perak, bismut,
platina, dan ada yang bercampur dengan unsur seperti, karbon, sulfur, fosfor,
silikon, serta kotoran seperti tanah dan pasir. (www.scrib.com,2018)
Keretakan merupakan masalah yang sering dihadapi oleh seorang
engineerdalam bidang struktur sepanjang mereka membuat, mengembangkan dan
mencari solusi dari keretakan struktur, pengetahuan mekanika keretakan sering
kali digunakan untuk memperkirakan umur dari suatu komponen (Remaining life
assessment) yang mempersoalkan pertumbuhan retakan seperti kelelahan atau
tegangan retak korosi.
Ferromagnetic merupakan bahan yang sangat kuat yang menarik gaya
magnetik.Contoh bahan feromagnetik adalah besi, nikel, gadolinium dan kobalt.
Jika kemudian digunakan magnetik tersebut walaupun medan luar dihilangkan,
tetapi sifat kemagnetan bahan tetap masih ada. Sifat kemagnetan bahan
feromagnetik bisa hilang jika di pukul-pukul maupun dipanaskan.
(www.perpusku.com, 2018)
Pemilihan jenis logam yang digunakan, produsen-produsen pengguna logam
juga harus memikirkan bagaimana kualitas dari logam tersebut, apakah logam itu
akan mampu menahan beban yang akan diberikan. Oleh karena itu sebuah logam
pasti melalui proses Quality Control (QC) atau uji kelayakan sebelum dipasarkan.
Dalam pengujian sebuah logam kita harus memahami metode-metode yang
2
digunakan, salah satunya dengan cara Non Destructive Test (NDT) yang didalam
nya terdapat metode-metode Magnetic Particle Inspection pengujian ini akan
mengetahui cacat atau tidak nya pada suatu logam. (Panji Sudarmawan, 2013).
Dalam membuat Yoke Electromagnetic perlu adanya perhitungan rumus
kuat medanmagnetic, dan jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh kawat (m),
banyaknya lilitan, kuat arus dan dalam satuan standard sebagai berikut:
𝐵 =𝜇𝑜 𝑖𝑁
2𝑎
Keterangan: 𝐵 = Kuat medan magnetic (T), 𝑎 = Jari-jari lingkaran yang terbentuk
oleh kawat (m), 𝑖= Kuat arus listrik (A), 𝑁 = Banyaknya lilitan𝜇𝑜 = 4𝜋 ×
10−7dalam satuan standard. (www.fisikastudycenter.com)
Yoke electromagnetic merupakan salah satu alat penunjang dalam metode
Magnetic Particle Inspection, alat ini bertujuan untuk mengetahui keretakan pada
suatu komponen menggunakan medan magnet dan serbuk besi. Alat ini
sangatberguna untuk dunia industri, terutama jika alat ini menggunakan arus DC
dikarenakan sangat mudah untuk dibawa ke suatu tempat yang tidak ada listrik
dari PLN yang memerlukan arus AC dan jika proses NDT menggunakan
Penetrant Test memerlukan waktu kurang lebih 20 menit, waktu 20 menit tersebut
merupakan waktu yang cukup lama dalam melakukan NDT pada komponen. Data
pengukuran dapat dilihat pada gambar 4.7 dan 4.9.Oleh karena itu penulis akan
merancang alat yang berjudul “yoke electromagnetic dengan menggunakan arus
DC”.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara merancang alat Yoke Electromagnetic ?
2. Bagaimana hasil analisa keuntungan saat menggunakan Yoke
Electromagnetic pada proses NDT ?
3. Bagaimana Job Safety Analysis (JSA)pada pembuatan dan penggunaan alat
Yoke Electromagnetic ?
3
1.3 Batasan Masalah
Spesimen yang digunakan pada alat ini tidak perlu dilakukan uji material,
adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Penelitian ini dapat mengangkat beban sebesar 3Kg
2. Pada alat ini menggunakan metode Electomagnetic
3. Alat ini menggunakan arus DC
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan yang akan dicapai dalam penulisan tugas akhir ini sebagai
berikut:
1. Merancang alat Yoke Electromagnetic untuk melakukan kegiatan MPI
2. Menganalisa keuntungan menggunakan alat Yoke Electromagnetic pada
proses NDT
3. Membuat Job safety Environmental Analysis (JSEA) penggunaan alat Yoke
Electromagnetic
1.5 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat yang akan didapatkan dalam penulisan tugas akhir ini
sebagai berikut:
1.5.1 Manfaat Bagi Industri
Manfaat penelitian ini bagi industri ialah dapat menjadikan penelitian ini
sebagai bahan pedoman dan dapat diaplikasikan di industri tersebut.sehingga
industri dapat meningkatkan produknya
1.5.2 Manfaat Bagi Akademik
manfaat penelitian ini bagi akademik ialah akademik dapat menjadikan
sebagai bahan ajar pembelajaran bagi mahasiswa selanjutnya dan penelitian ini
dapat membawa nama baik akademik dalam kompetensi kejuaraan tingkat
nasional.
4
1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir
Proposal ini disusun menjadi 5 bab yaitu :
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang penulis, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan dalam penulisan tugas akhir, dan sistematika penulisan
2. BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang pengertian umum dari Magnetic Particle
Inspection (MPI) Prinsip kerja dari MPI, Jenis-jenis magnet, pengertian
kumparan, dan elektromagnetik
3. BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang jenis penelitian, waktu penelitian, prosedur
penelitian dan diagram
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahasan tentang deskripsi objek penelitian analisis data dan
pembahasan hasil penelitian
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang kesimpulan dari hasil analisa yang merupakan
jawaban dari perumusan masalah yang ada, dan saran yang didapat digunakan
kedepannya
6. DAFTAR PUSTAKA
7. LAMPIRAN
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Menurut Hiroaki Kikuchi, dkk. Sebuahelectromagnetic yoke digunakan
untuk metode Non Destructive Test (NDT) yang berhubungan diantara
sifatmagneticdan sifatmechanical.Parameter magnetik pada bidang korektif dan
mekanikal menunjukkan korelasi yang baik seperti kekerasan. Udara memberikan
dampak pada pengujian diantara yokeprobe dan specimen. Ketika udara melewati
daerah sekitar 50𝜇𝑚. (Hiroaki Kikuchi, dkk, 2008)
Menurut H.Murakami varisasi didalam sifat magnetik pada area dalam
untuk spesimen yang memiliki sifat inhomogeneous telah berhasil mendeteksi
dengan menggunakan sebuah single-yoke probe. Pada simulasi sederhana
terdapat, beberapa gaya medan magnet untuk ∅ = 0, pengukuran dengan sebuah
single-yokepada dua lembar permukaan. Estimasi yang diizinkan pada kekerasan
permukaan didalam inhomogeneous, dua permukaan spesimen, didapat tepat pada
12% untuk poin pengukurannya.(H.Murakami, dkk, 2012).
Menurut Fumitoshi Sato, dkk meneliti sebuah Electromagnetic Yoke
terhadap carbon rendah, dengan dimensi Yoke diantaranya tinggi dari spesimen
hingga puncak Electromagnetic Yoke 35mm, dengan panjang 40mm, serta lebar
Yoke 25mm. Dengan panjang specimen yang diuji 610mm dan lebar 150mm serta
tebal spesimen 6mm. (Fumitoshi Sato, dkk, 2008)
2.2 Teori Dasar
Teori dasar adalah teori yang akan menjadi landasan teori-teori lainnya yang
digunakan pada penulisan tugas akhir ini.
2.2.1 Teori Umum MPI
Saat ini teknik pengujian magnetik partikel sangat luas mencakup perangkat
pemeriksaan portabel, tetap, dan semi-otomatis.Pengujian magnetik partikel
menggunakan magnet permanen, elektromagnet baik menggunakan AC atau DC,
atau kombinasi keduanya.Media deteksi yang tersedia sebagai bubuk kering atau
6
sebagai suspensi cair.Tersedia banyak warna sehingga memberikan kontras
dengan warna permukaan atau latar belakang benda uji dan juga tersedia partikel
fluorescent untuk sensitivitas maksimum. Pengujian magnetik partikel (MT)
adalah metode uji tak rusak Non Destructive Test (NDT) untuk mendeteksi
diskontinuitas, terutama diskontinuitas linear yang terletak di permukaan atau
dekat permukaan pada material feromagnetic. Berdasarkan sifat magnetnya logam
diklasifikasikan menjadi diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetic. Logam-
logam diamagnetik memiliki kerentanan yang kecil dan negative terhadap
magnetisasi (sedikit menolak), air raksa, bismuth, seng, tembaga, perak, dan emas
adalah contoh material diamagnetik.
Logam-logam paramagnetik memiliki kerentanan yang kecil dan positip
terhadap magnetisasi (sedikit tertarik), aluminium, platina, tembaga sulfat,
magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum adalah contohnya. Logam-logam
ferromagnetik – memiliki kerentanan yang besar dan positip terhadap magnetisasi,
memiliki daya tarik yang kuat, dan mampu menahan magnetisasi setelah medan
magnet dihilangkan, besi, cobalt, nikel, dan gadolinium adalah contoh logam
ferromagnetik. Hanya logam logam ferromagnetik yang umumnya diperiksa
menggunakan metoda pengujian partikel magnet.
Magnet adalah material yang memiliki kemampuan menarik besi atau baja
dan material logam lainnya. Apabila material dimagnetisasi maka akan memiliki
52 medan magnet dan akan menarik logam tertentu dan medan magnet lain.
Karena memungkinkan untuk memagnetisasi logam tertentu, maka dimungkinkan
juga untuk menampakkan diskontinyuitas menggunakan media berupa serbuk besi
yang memiliki daya tarik magnet. Medium tersebut diaplikasikan pada permukaan
benda uji setelah atau selama diinduksi medan magnet
Gambar 2.1 Kebocoran medan magnet akibat diskontinuitas menyebabkan
serbukbesi tertarik pada area sekitar diskontinuitas.
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
7
Jika sebuah magnet dibengkokkan hingga membentuk lingkaran tertutup,
maka seluruh medan magnet berada di dalamnya dan tidak ada gaya luar, sebuah
retakan pada magnet tersebut akan mengganggu aliran garis gaya magnet dan
menciptakan kebocoran flux. Kebocoran medan atau flux adalah garis gaya
magnet yang meninggalkan komponen bergerak dari satu kutub ke kutub lain
yang berlawanan muatan. Partikel besi hanya akan tertarik
pada tempat dimana garis gaya atau flux memasuki atau meninggalkan
magnet. Pada tempat dimana terjadi kebocoran medan magnet, partikel besi akan
tertarik dan membentuk suatu indikasi diskontinuitas. Diskontinuitas di bawah
permukaan bahkan juga bisa terdeteksi jika kebocoran medannya cukup kuat
untuk menarik partikel besi.Suatu benda termagnetisasi apabila sebagian atau
seluruh domain magnetnya memiliki orientasi ke kutub utara dan selatan seperti
Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Karakteristik Domain Magnet Material yang Tidak Termagnetisasi
dan Termagnetisasi
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
Kemampuan sebuah magnet untuk menarik atau menolak terpusat pada
daerah yang dinamakan kutub magnet.Kutub utara dan selatan memperlihatkan
daya tarik.Gambar 3.3.di bawah ini yang dinamakan garis gaya magnet yang
membentuk sebuah rangkaian tertutup.
Gambar 2.3. Garis Gaya Magnet
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
8
Semua garis-garis gaya magnet membentuk medan magnet. Garis-garis gaya
magnet dari sebuah magnet permanen memiliki sifat sebagai berikut:
1) Membentuk rangkaian tertutup antara kutub utara dan selatan.
2) Tidak memotong satu sama lainnya.
3) Selalu mencari lintasan dengan tahanan magnetis yang terkecil.
4) Kerapatannya berkurang dengan bertambahnya jarak dari kutub.
5) Memiliki arah, menurut kesepakatan, dari kutub utara ke kutub selatan di
luarmagnet, dan dari kutub selatan ke kutub utara di dalam magnet.
Gaya yang menarik material magnet lain ke kutub suatu magnet dinamakan
flux megnetik. Flux magnetik tersusun dari semua garis-garis gaya magnet.
Magnettapal kuda akan menarik material magnetis lain hanya pada tempat dimana
garis garis gaya meninggalkan atau memasuki magnet.
Ada beberapa teknik magnetisasi yang dapat digunakan dalam melakukan
pengujian magnetik yaitu magnetisasi melingkar induksi langsung dengan
mengalirkan arus ke dalam benda memakai head shot dan juga bisa memakai
prods. Sedangkan induksi tak langsung bisa dilakukan dengan menempatkan
central konduktor pembawa arus ke dalam benda uji.
Gambar 2.4. Magnetisasi melingkar induksi langsung menggunakan head shot &
prods
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
Gambar 2.5. Magnetisasi melingkar tak langsung menggunakan central konduktor
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
9
Teknik magnetisasi yang lain adalah magnetisasi memanjang, dimana
medan magnet memanjang diinduksikan ke dalam spesimen dengan cara
menggunakan yoke dan kumparan atau solenoid. Yoke pada dasarnya merupakan
sebuah magnet tapal kuda temporer, yoke dibuat dari inti besi lunak yang memiliki
retentivity rendah yang dimagnetisasi memakai kumparan kecil disekeliling
batang horozontalnya. Jika panjang spesimen beberapa akali lebih besar dari
diameter atau penampangnya, spesimen dapat dimagnetisasi dengan
menempatkannya di dalam kumparan.
Gambar 2.6. Magnetisiasi memanjang menggunakan yoke
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
Gambar 2.7. Magnetisasi memanjang menggunakan kumparan
Sumber : Mohammad Thoriq Wahyudi, 2016
10
Sifat-sifat logam berikut ini dapat menentukan seberapa efektif penggunaan
metoda partikel magnet untuk mengevaluasi sebuah komponen.
1) Permeabilitas, mengacu pada mudah tidaknya medan magnet terbentuk di
dalam benda yang diperiksa. Permeabilitas tinggi mudah menjadi magnet.
Permeabilitas rendah sulit menjadi magnet.
2) Reluktansi, lawan dari permeabilitas magnet. Material dengan permealitias
tinggi akan memiliki reluktansi yang rendah.
3) Magnetisme sisa, mengacu pada jumlah magnetisme yang tertahan setelah
gaya magnet dihilangkan.
4) Retentivity, yaitu kemampuan suatu material untuk menahan sejumlah
tertentu magnetisme sisa.
5) Gaya coercive, yaitu gaya magnet pembalik yang diperlukan untuk
menghilangkan magnetisme sisa dari benda.
Contoh: jika sebuah baja karbon tinggi ditempatkan dalam medan magnet akan
menunjukkan hal-hal berikut:
a) Baja tersebut memiliki permeabilitas rendah karena sulit termagnetisasi.
b) Baja memiliki reluktansi yang tinggi untuk menerima medan magnet karena
tingginya kadar karbon.
c) Baja memiliki medan magnetisme sisa yang tinggi. Baja karbon tinggi
enggan untuk menerima medan magnet, namun enggan juga untuk
mengeluarkannya setelah menerima.
d) Baja memiliki penahanan yang tinggi terhadap medan magnet yang telah ia
peroleh.
e) Diperlukan gaya magnet pembalik yang tinggi untuk menghilangkan
magnetisme sisa dari komponen baja berkadar karbon tinggi.
Keterbatasan pengujian partikel magnet yaitu hanya berlaku untuk material
ferromagnetik.Pengujian partikel magnet tidak mampu mendeteksi diskontinuitas
yang letaknya lebih dalam dari 4 mm di bawah permukaan. Namun demikian,
kedalaman penetrasi akan tergantung pada permeabilitas material, jenis
diskontinuitas, dan besar serta jenis arus yang dipakai.
11
2.2.2. Jenis-jenis Magnet
Magnet mendapat nama dari suatu tempat di yunani yang bernama
magnesia. Mineral yang ditambang dikawasan ini dinamakan magnetite. Oleh
karena itu, nama itu di turunkan menjadi “magnet”. Orang yunani menyebutkan
magnetic, atau magnetos.Orang inggris menyebutnya lodestone karena sifatnya
yang selalu menuju kearah utara dan oleh karena itu dapat dipakai sebagai
pedoman arah.Orang prancis menyebutnya chumbak, batu yang berciuman. Orang
tionghoa juga mengartikan chu she. Nama-nama ini menunjukkan pada sifat gaya
tarik menarik dari batu ini:
Batu magnet yang ditemukan dalam bahan tambang adalah feri oksida
(FeO).Dari bahan ini disiapkan magnet buatan ini disiapkan dengan tiga macam
metode.
a. Magnet alam digosok pada bahan magnet, sebagai hasilnya bahanitu bersifat
magnet namun dengan daya yang lemah
b. Dalam metode membuat magnet dengan menggunakan listrik. Kawat yang
terbungkus isolasi digulungkan mengelilingi sebuah bahan magnet dan arus listrik
dialirkan melewati kumparan ini. Untuk periode waktu yang berbeda guna
memperoleh kekuatan berbeda. Proses ini menghasilkan magnet yang lebih kuat.
c. Ilmuan merancang mesin yang disebut magnetiser. Yang mengubah bahan
magnet menjadi magnet tanpa menggunakan kawat. Mesin ini umum digunakan
untuk membuat magnet buatan dan magnet untuk menyembuhkan.
A. Magnet permanen
Magnet permanen merupakan bahan-bahan logam tertentu yang jika di
magnetisasi maka bahan logam tersebut akan mampu mempertahankan sifat
magnetnya dalam jangka waktu yang lama (permanen), secara umum magnet
pemanen terbagi menjadi 4 jenis yaitu :
1. Ceramic of ferrite
Jenis magnet ini dapat ditemukan dimana saja khususnya dalam bentuk
aksesoris rumah tangga, seperti magnet asksesoris kulkas, mainan anak-anak,
white board, jam dinding, dan lain-lain. Magnet ini kekuatannya relatif kecil dan
kemampuan terapinya sangat lemah dan tidak dianjurkan untuk digunakan dalam
12
terapi magnet.Harganya murah dan warna hitam.Magnet ini adalah magnet paling
rendah tingkatnya.
2. Alnico
Jenis magnet ini dapat ditemukan didalam alat-alat motor (kipas angin,
speaker, mesin motor).Juga sering dijumpai dalam perkakas rumah tangga,
mainan anak-anak dan lainnya.Magnet ini juga sering dijumpai dalam lab
sekolahan bahkan juga dapat ditemukan pada sepatu kuda yang berfungsi untuk
meningkatkan daya lari kuda.Magnet ini kekuatannya relatif sedang dan
kemampuan terapinya sangat lemah dan tidak dianjurkan untuk digunakan dalam
terapi magnet. Harganya murah, magnet ini adalah magnet yang ,masih termasuk
kategori berenergi rendah.
3. Samarium Cobalt (SmCo)
Jenis magent ini dapat ditemukan didalam alat-alat elektronik seperti VCD,
DVD, VCR Player, Handphone, dan banyak lagi.Magnet ini kekuatannya relatif
kuat dan kemampuan terapinya biasa saja, jarang digunakan dalam terapi magnet
pada umumnya. Haganya cukup mahal, magnet ini adalah magnet yang termasuk
kategori berenergi sedang
4. Neodymium Iron Boron (NdFeB or NIB)
Jenis magnet ini dikenal juga dengan sebutan “King Of Magnet” yaitu raja
dari segala magnet permanent yang kita sebut tadi baik dari segi kekuatan magnet,
daya terapi, harga, dan manfaat dalam membantu memulihkan kesehatan tubuh
manusia, magnet ini sangat terkenal diberabagai bidang kesehatan baik secara
fisiotherapy dan pengobatan alternative, juga digunakan oleh rumah sakit-rumah
sakit, dianjurkan untuk kebutuhan terapi karena memiliki energy yang sangat
kuat.
2.2.3. Elektromagnet
Elektromagnet merupakan magnet yang terbuat dari bahan ferromagnetik
yang jika diberikan arus listrik maka bahan tersebut akan menjadi magnet. Tetapi
jika pemberian arus listrik di hentikan. Maka sifat magnet pada bahan tersebut
akan hilang.
Elektromagnet adalah prinsip pembangkitan magnet dengan menggunakan
arus listrik.Aplikasi praktisnya kita temukan pada motor listrik, speaker, relay,
13
dsb. Sebatang kawat yang diberikan listrik DC arahnya meninggalkan kita (tanda
silang), maka disekeliling kawat timbul garis gaya magnet melingkar, lihat
gambar 2,2, sedangkan gambar visual garis gaya magnet didapatkan dari serbuk
besi yang ditaburkan disekeliling kawat beraliran listrik, seperti gambar di bawah
ini.
Gambar 2.8.sifat elektromagnetik
Sumber : Panji sudarmawan 2013
Sebatang kawat pada posisi vertical diberikan arus listrik DC searah panah,
maka arus menuju keatas arah pandang (tanda titik). Garis gaya magnet yang
membentuk selubung berlapis lapis terbentuk sepanjang kawat. Garis gaya magnet
ini tidak tampak oleh mata kita, cara melihatnya dengan serbuk halus besi atau
kompas yang didekatkan dengan kawat penghantar tsb. Kompas menunjukkan
bahwa arah garis gaya sekitar kawat melingkar. Arah medan magnet disekitar
penghantar sesuai arah putaran sekrup (james Clerk Maxwlel. 1831-1879). Arah
arus kedepan (meninggalkan kita) maka arah medan magnet searah putaran sekrup
kekanan. Sedangkan bila arah arus kebelakang (menuju kita) maka arah medan
magnet adalah kekiri.
Gambar 2.9. Garis magnet membentuk selubung seputar kawat berarus
Sumber : Panji sudarmawan 2013
14
Gambar 2.10. Prinsip putaran sekrup
Sumber : Panji sudarmawan, 2013
Aturan sekrup mirip dengan hukum tangan kanan yang
menggenggam.Dimana arah ibu jari menyatakan arah arus listrik mengalir pada
kawat.Maka keempat arah jari menyatakan arah dari garis electromagnet yang
ditimbulkan. Arah aliran arus listrik DC pada kawat penghantar menentukan arah
garis gaya elektromagnet. Arah arus listrik DC menuju kita (tanda titik pada
penumpang kawat), arah garis gaya elektromagnet melingkar berlawanan arah
jarum jam. Ketika arah arus listrik DC meninggalkan kita (tanda silang
penampang kawat), garis gaya electromagnet yang ditimbulkan melingkar searah
dengan jarum jam (sesuai dengan model mengencangkan sekrup). Makin besar
intensitas arus yang mengalir semakin kuat medan electromagnet yang
mengelilingi sepanjang kawat tersebut.
Tidak semua bahan dapat ditarik oleh magnet.Ada bahan yang dapat ditarik
dengan kuat oleh magnet dan ada juga yang tidak dapat ditarik oleh magnet.
Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan dibagi menjadi tiga golongan,
yaitu diamagnetik, paramagnetik dan feromagnetik.(www.perpusku.com, 2016)
A. Ferromagnetic
Ferromagnetic adalah bahan yang sangat kuat yang menarik gaya
magnetik.Contoh bahan feromagnetik adalah besi, nikel, gadolinium dan kobalt.
Jika kemudian digunakan magnetik tersebut walaupun medan luar dihilangkan,
tetapi sifat kemagnetan bahan tetap masih ada. Sifat kemagnetan bahan
feromagnetik bisa hilang jika di pukul-pukul maupun dipanaskan.
B. Paramagnetic
Paramagnetic adalah bahan yang sedikit menarik garis gaya magnetik.
Contoh bahan paramagnetik adalah aluminium, magnesium, titanium, platina dan
fungston. Jika tidak terjadi pengaruh medan magnetik luar, bahan ini tidak
15
memperlihatkan efek dari magnetik dikarenakan momen magnetik total yang
diakibatkan gerak orbital dan juga elektron relatif kecil. Tapi jika diberikan
pengaruh dari medan magnet luar, sehingga akan timbul momen yang cenderung
mensejajarkan medan magnet dalam dengan medan magnet luar.
C. Diamagnetic
Diamagnetik adalah bahan yang sedikit menolak garis gaya magnetik.
Contoh bahan diamagnetik adalah natrium, perak, bismut, raksa, dan intan. Ketika
tidak ada pengaruh medan magnet luar, momen magnetik akibat gerak orbital dan
spin elektron saling meniadakan. Saat ada pengaruh medan magnet luar, maka
akan timbul medan magnet dalam tetapi masih lebih kecil.
Gambar 2.11.Diamagnetic, paramagnetic, ferromagnetic
Sumber :www.perpusku.com, 2018
2.2.4.Pengertian Kumparan
Kumparan adalah sebuah gulungan kawat berisolator untuk dialiri arus
listrik atau suatu gulungan kawat diatas suatu inti.Kumparan merupakan ukuran
bagi arus yang dibawa oleh kumparan tersebut.sebuah cermin yang dipasang pada
kumparan menyimpangkan seberkas cahaya dan menyebabkan sebuah bintik
cahaya yang telah diperkuat bergerak diatas skala pada suatu jarak dari
instrument.Fek optiknya adalah sebuah jarum penunjuk yang panjang, tetapi
massanya nol. Dengan demikian penyimpangan kumparan merupakan ukuran bagi
arus yang dibawa oleh kumparan tersebut.
A. Jenis-jenis Kumparan
a. Kumparan primer
Kumparan Primer adalah bagian dari coil yang berupa lilitan kabel yang
jumlah lilitannya lebih sedikit dari pada kumparan sekunder.
16
Ciri-ciri :
Menciptakan medan magnet
Penampang kawatnya besar
Jumlah gulungan sedikit (+/400 gulungan).
b. Kumparan sekunder
Kumparan sekunder adalah bagian dari coil berupa lilitan kabel yang jumlah
lilitannya lebih banyak dari pada kumparan primer
Ciri-ciri :
Merubah induksi menjadi tegangan tinggi
Penampang kawat kecil
Jumlah gulungan banyak (+30.000 gulungan)
Rumus kuat medanmagnetic, dan jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh
kawat (m), banyaknya lilitan, kuat arus dan dalam satuan standard sebagai berikut:
𝐵 =𝜇𝑜 𝑖𝑁
2𝑎
Sumber: www.fisikastudycenter.com
Keterangan:
𝐵 = Kuat medan magnetic (T)
𝑎 = Jari-jari lingkaran yang terbentuk oleh kawat (m)
𝑖= Kuat arus listrik (A)
𝑁 = Banyaknya lilitan
𝜇𝑜 = 4𝜋 × 10−7dalam satuan standard
2.2.5Resistor Dan Regulator
A. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan
didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi
tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin, nilai
tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir,
berdasarkan hukum Ohm:
(2.2)
17
Gambar 2.13. Resistor
Sumber : id.wikipedia.org,
(𝑉 = 𝐼𝑅) (𝐼 =𝑉
𝑅 )
Keterangan:
V = Voltage
I = Arus
R = Tegangan
Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit
elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering
digunakan.Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film,
bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti
nikel-kromium).Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya
listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau
listrik (noise), dan induktansi Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit
hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki
bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan
disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.
B. Regulator
Regulator adalah pengatur tegangan merupakan rangkaian elektronika yang
berfungsi mempertahankan atau memastikan tegangan pada nilai tertentu secara
otomatis.Rangkaian voltage regulator bisa ditemukan di berbagai jenis adaptor
untuk alat-alat elektronik seperti smartphone, notebook, konsol game, dan masih
banyak lagi yang lainnya.Rangkaian voltage regulator membuat tegangan stabil
bebas dari segala jenis gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun).
Tentunya tegangan yang stabil dan bebas gangguan tersebut sangat
dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang berbasis digital
(2.3)
18
seperi mikroprosesor ataupun mikrokontrol. Tegangan output yang ada pada
voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan input, beban,
maupun suhu. (Belajarelektronika.NET)
C. Jenis-jenis IC Voltage Regulator
Terdapat beberapa cara pengelompokan Pengatur Tegangan yang berbentuk
IC (Integrated Circuit), diantaranya adalah berdasarkan Jumlah Terminal (3
Terminal dan 5 Terminal), berdasarkan Linear Voltage Regular dan Switching
Voltage Regulator. Sedangkan cara pengelompokan yang ketiga adalah dengan
menggolongkannya menjadi 3 jenis yakni Fixed Voltage Regulator, Adjustable
Voltage Regulator dan Switching Voltage Regulator.
1. Fixed Voltage Regulator
IC jenis Pengatur Tegangan Tetap (Fixed Voltage Regulator) ini memiliki
nilai tetap yang tidak dapat disetel (di-adjust) sesuai dengan keinginan
Rangkaiannya. Tegangannya telah ditetapkan oleh produsen IC sehingga
Tegangan DC yang diatur juga Tetap sesuai dengan spesifikasi IC-nya. Misalnya
IC Voltage Regulator 7805, maka Output Tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt
DC. Terdapat 2 jenis Pengatur Tegangan Tetap yaitu Positive Voltage Regulator
dan Negative Voltage Regulator.Jenis IC Voltage Regulator yang paling sering
ditemukan di Pasaran adalah tipe 78XX.Tanda XX dibelakangnya adalah Kode
Angka yang menunjukan Tegangan Output DC pada IC Voltage Regulator
tersebut.Contohnya 7805, 7809, 7812 dan lain sebagainya.IC 78XX merupakan
IC jenis Positive Voltage Regulator. IC yang berjenis Negative Voltage Regulator
memiliki desain, konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis
PositiveVoltage Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada Tegangan
Outputnya. Contoh IC jenis Negative Voltage Regulator diantaranya adalah 7905,
7912 atau IC Voltage Regulator berawalan kode 79XX.
IC Fixed Voltage Regulator juga dikategorikan sebagai IC Linear Voltage
Regulator.Dibawah ini adalah Rangkaian Dasar untuk IC LM78XX beserta
bentuk Komponennya (Fixed Voltage Regulator).
19
Gambar 2.14. Rangkaian Dasar IC Voltage Regulator
Sumber : teknikelektronika.com
2. Adjustable Voltage Regulator
IC jenis Adjustable Voltage Regulator adalah jenis IC Pengatur Tegangan
DC yang memiliki range Tegangan Output tertentu sehingga dapat disesuaikan
kebutuhan Rangkaiannya. IC Adjustable Voltage Regulator ini juga memiliki 2
jenis yaitu Positive Adjustable Voltage Regulator dan Negative Adjustable
Voltage Regulator. Contoh IC jenis Positive Adjustable Voltage Regulator
diantaranya adalah LM317 yang memiliki range atau rentang tegangan dari 1.2
Volt DC sampai pada 37 Volt DC. Sedangkan contoh IC jenis Negative Adjustable
Voltage Regulator adalah LM337 yang memiliki Range atau Jangkauan Tegangan
yang sama dengan LM317. Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada
kedua jenis IC Adjustable Voltage Regulator adalah sama. Yang membedakannya
adalah Polaritas pada Output Tegangan DC-nya.IC Fixed Voltage Regulator juga
dikategorikan sebagai IC Linear Voltage Regulator.Dibawah ini adalah Rangkaian
Dasar IC LM317 beserta bentuk komponennya (Adjustable Voltage Regulator).
Gambar 2.15. Rangkaian Adjustable Voltage Regulator
Sumber : teknikelektronika.com
20
3. Switching Voltage Regulator
Switching Voltage Regulator ini memiliki Desain, Konstruksi dan cara kerja
yang berbeda dengan IC Linear Regulator (Fixed dan Adjustable Voltage
Regulator). Switching Voltage Regulator memiliki efisiensi pemakaian energi
yang lebih baik jika dibandingkan dengan IC Linear Regulator. Hal ini
dikarenakan kemampuannya yang dapat mengalihkan penyediaan energi listrik ke
medan magnet yang memang difungsikan sebagai penyimpan energi listrik. Oleh
karena itu, untuk merangkai Pengatur Tegangan dengan sistem Switching Voltage
Regulator harus ditambahkan komponen Induktor yang berfungsi sebagai elemen
penyimpan energi listrik.
21
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Jenis Penelitian
Jenis penelitian adalah rancang bangun alat yoke electromagneticdengan
menggunakan sistem electromagneticDC
3.2. Tempat dan Waktu Penelitian
Dalam pembuatan alat ini perlu menentukan tempat dan waktu penelitian
sebagai berikut:
Tempat Penelitian :Workshop TMAB Politeknik Negeri Balikpapan
Waktu Penelitian : April – Juni 2018.
3.3. Peralatan dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang diperlukan ialah sebagai berikut:
3.3.1. Alat
Alat yang di perlukan dalam penelitian ialah:
1. Mesin las yang berfungsi untuk menyambung antara suatu material dengan
material yang lain nya.
2. Mesin bor digunakan untuk membuat lubang pada besi baja.
3. Gerinda duduk/gergaji besi untuk memotong material.
4. Kikir berfungsi untuk menghaluskan material yang telah dipotong.
5. Penggaris digunakan untuk mengukur panjang besi.
6. Avometer berfungsi untuk mengukur arus listrik (A), voltase (V), dan
hambatan (O).
7. Solder berfungsi untuk memanaskan timah untuk rangkaian listrik.
22
3.3.2.Bahan
Adapun bahan yang diperlukan adalah:
1. Besi baja sebagai penghantar medan magnet.
2. Kumparan berfungsi sebagai penghantar arus listrik dan sebagai lilitan
kumparan untuk membuat medan magnet.
3. Kabel berfungsi sebagai penghantar arus listrik.
4. Baterai 24 volt berfungsi sebagai energi listrik
5. Timah solder untuk membuat rangkaian alat.
6. Elektroda las berfungsi sebagai bahan untuk pengelasan listrik.
7. Fuse berfungsi sebagai pemutus arus listrik pada saat terjadi hubungan
singkat (short) atau arus berlebih (over current) pada rangkaian listrik.
8. Switch berfungsi sebagai pemutus dan penghubung arus listrik.
3.4. Prosedur Penelitian
1. Membuat desain untuk mengetahui gambaran awal benda yang akan dibuat
2. Menentukan bahan apa saja yang diperlukan
3. Perancangan alat untuk memberikan ukuran pada bahan
4. Pemotongan besi untuk membuat penghantar medan magnet
5. Gunakan gerinda untuk meratakan permukaan dan kikir untuk
menghaluskan permukaan.
6. Mengelas material besi baja yang telah dipotong
7. Gerinda material besi yang telah dilas
8. Menggulung tembaga pada besi baja hingga menjadi lilitan kumparan
9. Membuat rangkaian listrik
10. Merakit semua elemen pendukung alat seperti fuse,kabel,timah, dan lain
lain, dengan menggunakan solder dan baut
11. Siapkan baterai sebagai sumber arus listrik
12. Melakukan percobaan pada material dengan berat 3Kg
13. Pengambilan data kinerja alat
14. Tentukan standar JSA pada alat yoke electromagnetic
23
3.4.1 Desain
Dalam membuat desain yoke electromagnetic yang menggunakan arus
listrik DC sebagai pembangkit medan magnet.
Gambar 3.1. Desain 2D Alat Yoke Electromagnetic
sumber: Dokumen Pribadi
24
Gambar 3.2. Desain 3D Alat Yoke Electromagnetic
sumber: Dokumen Pribadi
Keterangan:
1. Handle
2. Besi Cylinder
3. Kumparan/Coil
4. Kabel Output Power Supply(+) (-)
5. Regulated Power Supply
6. Kabel (+)
7. Kabel (-)
8. Battery
4
5
1
2
3
2
7
6
8
25
3.5. Metode Penelitian
Mulai
Tujuan dan Manfaat
Tinjauan Pustaka
Perancangan dan
Penentuan spesifikasi
alat
Menyiapkan alat
dan bahan
Alat dan
bahan
sesuai ?
TIDAK
Pembuatan dan
Perakitan alat
YA
Uji Coba Alat
A
A
Hasil
percobaan
sesuai ?
TIDAK
YA
Pengambilan data
hasil percobaan
Menganalisa hasil
data percobaan
Membuat JSEA alat
Kesimpulan
selesai
Gambar 3.3. Metode Penelitian
Sumber: Dokumen Pribadi
26
3.6. Jadwal Kegiatan
Kegiatan akan dilaksanakan pada jadwal dengan yang ada pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Jadwal Pelaksanaan Kegiatan
NO Jadwal
Kegiatan
Bulan
3 4 5 6
1. Melakukan
tinjauan
pustaka
2. Merancang dan
menentukan
spesifikasi alat
3. Ujian Proposal
tugas akhir
4. Menyiapkan
alat dan bahan
5. Pembuatan dan
perakitan alat
6. Uji coba alat
7. Pengambilan
data hasil
percobaan
8. Membuat JSA
alat
9. Kesimpulan
10. Ujian Tugas
akhir
Sumber: Dokumen Pribadi
Keterangan:
:Sudah Dilakukan
:Belum Dilakukan
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Perancangan alat Yoke Electromagnetic
Hasil perancangan alat Yoke Electromagnetic ini telah sesuai dari
perencanaan, alat ini mampu mengangkat specimen seberat 3kg, alat ini berfungsi
dengan baik dalam proses Magnetic Partikel Inspection (MPI). Alat ini
menggunakan arus DC sehingga alat ini lebih efesien pada saat melakukan MPI di
tempat yang tidak ada listrik AC. Alat ini juga dilengkapi system regulator yang
berguna untuk mengatur tegangan dan arus pada Yoke Electromagnetic. Gambar
4.1 menunjukkan design alat Yoke Electromagnetic yang sudah sesuai dengan
perencanaan.
Gambar 4.1. Merupakan Alat Yoke Electromagnetic
Sumber: Dokumen Pribadi
Keterangan :
1. Battery 12 volt
2. Besi Cylinder
3. Coil/Kawat Email 0,75 mm
4. Kabel Output Power Supply
5. Regulated Power Supply
6. Kabel +
7. Kabel –
8. Serbuk Besi
28
4.2. Pembahasan Perancangan alat Yoke Electromagnetic
4.2.1. Besi Cylinder
Besi cylinder adalah besi yang berbentuk bulat pejal dengan diameter 1
inchi, dipotong menjadi 3 dengan panjang pada potong pertama 20 cm sebagai
tempat untuk melilit kawat email atau coil, potongan kedua dan ketiga dengan
panjang 15 cm sebagai penghubung medan magnet kemudian dibubut hingga
diameter 20 mm. pada gambar 4.2 merupakan hasil perancangan dari pembahasan
diatas. Besi silinder sangat baik dalam menghantarkan medan magnet dan
mempermudah dalam proses penggulungan kumparan/coil, besi dengan panjang
15cm bertujuan agar medan magnet pada lilitan kumparan tidak menganggu
konsentrasi serbuk besi saat melakukan pengujianNon Destructive Test(NDT), hal
ini disebabkan luas penampang pasa sisi samping besi sangat kecil dikarenakan
berbentuk cylinder, sehingga medan magnet pada sisi besi sangat kecil
dibandingkan pada ujung besi dimana specimen akan ditempekan jauh lebih besar
medan magnet yang dihasilkan. Besi dengan panjang 20cm dan diameter 1 inchi
bertujuan agar diameter lilitan kumparan tidak terlalu besar sehingga nyaman saat
memegang Yoke Electromagnetic.
Gambar 4.2. Perancangan Besi Cylinder yang telah dibuat
Sumber: Dokumen Pribadi
29
4.2.2.Kawat Email
Kawat email adalah jenis magnetic coil dengan standar American Wire
Gauge (AWG) nomor 21, diameter 0,7239 mm, tahanan 12.8 ohm/1000ft, arus
maksimal 1,2A.Spesifikiasi ini diambil dari standar AWG pada lampiran 1.
Penggunaan kawat email nomor 21 ini cukup baik, pertama diameter yang cukup
besar bertujuan agar pada proses penggugulungan lebih mudah dan tidak mudah
putus, kedua tahanan yang relative kecil hal ini bertujuan agar arus yang mengalir
pada kawat email lebih maksimal, namun arus maksimal yang digunakan hanya
sampai 1,2A, hal ini bertujuan agar temperature dari kawat tidak terlalu tinggi.
Panjang kawat email yang digunakan 50 meter. Dililit pada Besi Cylinder hingga
memenuhi batang besi Cylinder, lalu lilit hingga ±595 lilitan, kawat email yang
telah dililit akan membentuk kumparan/coil.Dengan jumlah lilitan tersebut
bertujuan untuk meminimalisir panas yang dihasilkan coil.Berdasarkan rumus 2.2
didapatkan hasil perhitungan kekuatan medan magnet(B). 𝐵 = 1 ×
10−2T.Perhitungan dapat dilihat di lampiran 2.Pada gambar 4.3 merupakan hasil
lilitan kawat email yang telah di bentuk menjadi kumparan.
Gambar 4.3.Coil/Kawat Email yang telah di gulung
Sumber: Dokumen Pribadi
30
4.2.3. Regulated Power Supply
Regulated Power Supply adalah suatu komponen yang mampu mengatur
tegangan (V) dan arus (A) pada rangkaian DC alat Yoke
Electromagnetic.Regulated Power Supply ini bertipe DP30VA-L,inputRegulated
Power supply ini dari 6–40,00V dan 40 Volt adalah batas maksimum input nya.
Rentang tegangan output dari 0-32,00V, output arus dari 0–5,100A, output daya
nya 0–160W, sedangkan ketelitian dari tengangan adalah 0,01V dan ketelitian
pada arus nya adalah 0,001A. ketepatan pada output tegangan ±(0,5% + 1 digit),
ketepatan pada output arus ± (1% + 3 digit), berat pada Regulated Power Supply
adalah 73g. Jangan hubungkan pada arus AC jika tidak maka Regulated Power
Supply ini akan terbakar dan jika daya supply dihubungkan dengan output maka
akan menyebabkan Regulated Power Supply ini terbakar. Pada Gambar 4.4
merupakan alat Regulated Power Supply.
Gambar 4.4. Merupakan Regulated Power Supply
Sumber: Dokumen Pribadi
Keterangan:
1. Tombol Switch ON/OFF
2. Tombol SET
3. Menaikkan Tegangan (V) dan Arus (A)
4. Menurunkan Tegangan (V) dan Arus (A)
Cara menggunakan Regulated Power Supply:
1
2
3
4
31
1. Mengaktifkan atau menonaktifkan output: Tekan tombol ON/OFF satu kali
untuk mengaktifkan dan menonaktifkan dengan sesuai keinginan, saat
menonaktifkan output dilihat pada LED yang bertuliskan OFF.
2. Mengatur output tegangan (V) dan Arus (A): Tekan tombol SET perlahan,
tampilan LED akan berkedip. Tekan tombol (+)/ tombol nomor 3 untuk
menaikkan Tegangan (V) dan Arus (A) dan tombol (-)/ tombol nomor 4 untuk
menurunkan Tegangan (V) dan Arus (A). Tekan tombol SET lagi untuk
mengganti dari 0,001V ke 0,1V ke 1V lalu ke 0,001A ke 0,1A ke 1A, pada saat
selesai mengatur dan tidak menekan tombol SET, maka dalam 6 detik secara
otomatis nilai yang diatur telah tersimpan.
4.2.4.Serbuk Besi dan Pompa Low Pressure
Serbuk besi merupakan serbuk dengan kandungan Fe yang tinggi sehingga
lebih memiliki respon yang tinggi terhadap medan magnet, Serbuk besi ini ber
tipe kering. Oleh karena itu serbuk besi ini dapat digunakan dalam melakukan
Magnetic Particle Inspaction untuk mendeteksi ada nya keretakan pada suatau
komponen.Serbuk besi ini memiliki tekstur yang halus sehingga mudah memasuki
ruang yang terjadi retak, serbuk ini berwarna hitam.Pada gambar 4.5 merupakan
Serbuk Besi tipe kering. Pada penggunaan serbuk besi kering membutuhkan
pompa low pressure seperti pada gambar 4.6 yang bertujuan agar serbuk besi yang
tidak menempel pada specimen dapat dihilangkan, hal ini agar mudah untuk
melihat keretakan pada suatu komponen.
Gambar 4.5. Serbuk besi berwarna hitam
Sumber: Dokumen Pribadi
32
Gambar 4.6.Pompa Low Pressure
Sumber: Dokumen Pribadi
Pompa Low Pressure berfungsi untuk membersihkan serbuk besi yang tidak
melekat pada kecacatan pengelasan.Cara menekan Pompa Low Pressure secara
perlahan, agar serbuk besi yang telah melekat tidak ikut terbuang.
4.3. Hasil Analisa (Job Safety Analysis) JSA Pada Pembuatan dan
Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic
Hasil analisa JSA dalam pembuatan dan penggunaanalat Yoke
Electromagneticyang bertujuan untuk seorang pekerja dalam membuat atau
menggunakan alat Yoke Electromagnetic ini secara aman, dan pada saat
melakukan pekerjaan ini para pekerja dapat terhindar dari bahaya yang tidak
diinginkan. JSA ini dibuat dalam bentuk tabel.Pada Tabel 4.1 merupakan tabel
pembuatan dan tabel 4.2 merupakan tabel penggunaan alat Yoke Electromagnetic.
Tabel 4.1 JSA Pembuatan Alat Yoke Electromagnetic
NO Uraian Pekerjaan Bahaya/ Resiko
Setiap Langkah
Rekomendasi
Tindakan Control
1. Persiapkan alat dan
Benda Kerja
1. Tersandung
2. Terpeleset
3. Kejatuhan alat
dan Benda kerja
1. Bersihkan area
jalan dan rapikan
benda yang
berserakan
2. Lakukan manual
handling dengan
33
benar
3. Menggunakan
APD
2. Proses pengangkatan alat
dan benda kerja
1. Kejatuhan alat
dan benda kerja
2. Terpeleset
1. Lakukan manual
handling dengan
benar
2. Pastikan lantai
bersih dari ceceran
oli dan air
3. Menggunakan
APD
3. Pemotongan bahan 1. Mata gerinda
patah mengenai
wajah
2. Percikan
pemotongan
terkena mata
3. Bahan yang
telah dipotong
terjatuh
1. Pastikan percikan
gerinda kea rah
yang aman
2. Jepit bahan yang
akan di potong
menggunakan
ragum
3. Menggunakan
APD
4. Pengelasan bahan 1. Kesetrum
2. Mata terkena
percikan las/
sinar las
3. Tangan melepuh
4. Bahan rusak
1. Hati-hati pada saat
mengelas, dan
pastikan posisi
stabil
2. Pastikan mengelas
di tempat yang
kering
3. Menggunakan
APD
34
5. Perakitan rangka 1. Tangan tergores
2. Kejatuhan benda
1. Pastikan posisi
dalam keadaan
stabil
2. Menggunakan
APD
6. Rangkaian Elektronik 1. Kesetrum
2. Komponen
elektronik rusak
1. Pastikan pada saat
merangkai di
tempat yang kering
2. Gunakan fuse
3. Gunakan 2 kabel
agar mudah
membedakan
antara phasa dan
netral
4. Menggunakan
APD
7. House Keeping
1. Tersandung
2. terpeleset
1. pastikan daerah
kerja bersih dan
rapi
2. Menggunakan
APD
Tabel 4.2 JSA Penggunaan Alat Yoke Electromagnetic
NO Uraian Pekerjaan Bahaya/Resiko
Setiap Langkah
Rekomendasi
Tindakan Control
1. Persiapkan tool dan benda
kerja
1. Tersandung
2. Kejatuhan tool
dan benda kerja
1. Pastikan lantai
bersih, tidak
ada air/oli
35
3. Terpeleset yang tercecer
2. Lakukan
manual
handling
dengan tepat
3. Menggunakan
APD
2. Pemasangan Kabel (+) dan (-)
pada battery
1. Kesetrum
2. Tangan terkena
percikan api
3. Terpeleset saat
menghubungkan
1. Pastikan
tangan dalam
keaadaan
kering
2. Menggunakan
APD
3. Proses MPI 1. Kejatuhan tool
2. Kesetrum
1. Pastikan
tangan dalam
keaadaan
kering dan
gunakan
sarung tangan
2. Menggunakan
APD
4. House Keeping 1. Tersandung
2. Terpeleset
1. pastikan
daerah kerja
bersih dan rapi
2. Menggunakan
APD
4.4. Langkah-Langkah Menggunakan Alat Yoke Electromagnetic Dengan
Menggunakan Arus DC
Langkah-langkah pada saat menggunakan alat Yoke Electromagnetic ini
sangat penting, agar pada saat melakukan MPI berjalan dengan lancar dan baik,
36
pekerja dapat melakukan MPI dengan baik dan tidak mengalami cidera yang
serius dan alat tidak mengalami kerusakan.
1. Gunakan APD
2. Persiapkan tool dan benda kerja
3. Pastikan tool berfungsi
4. Pastikan battery berfungsi dengan baik
5. Hubungkan kabel (+) terlebih dahulu pada battery,kemudian kabel (-)
6. Bersihkan benda kerja yang mau diuji dengan contact cleaner
7. Usap benda kerja dengan kain yang telah di semprotkan dengan contact
cleaner
8. Tekan tombol ON pada regulated power supply
9. Tekan tombol SET untuk mengatur tegangan dan arus sesuai keinginan
10. Tempelkan tool pada benda kerja
11. Tabur serbuk besi secara merata
12. Tiup perlahan serbuk besi dengan pompa angin sederhana
13. Lihat hasil serbuk besi yang melekat pada benda kerja
14. Tandai hasil keretakan pada benda kerja
15. Tekan tombol OFF pada regulated power supply
16. Lepas tool dari benda kerja
17. Lepas kabel (-) terlebih dahulu dari battery kemudian kabel (+)
18. Bersihkan benda kerja dari serbuk besi yang menempel pada benda kerja
19. Bersihkan tool dari serbuk besi yang menempel
20. House Keeping
4.5. Hasil Pengujian alat Yoke Electromagnetic
Hasil uji coba pada Yoke Electromagnetic menunjukkan kecacatan pada
benda yang telah diuji, seperti sebuk besi yang seperti tanda merah di gambar 4.7.
dan menunjukkan waktu yang diperoleh dari penggunaan Yoke Electromagnetic
11 menit, regulated power supply yang diatur dengan tegangan 12V dan 5A,dapat
dilihat pada gambar 4.8.Hal ini dikarenakan menggunakan baterai 12V, dengan
menggunakan battery 12V dapat meminimalisir panas yang dihasilkan coil serta
efesiensi bahan yang digunakansertahasil dari penetrant test yang ditandai
37
lingkaran warna merah pada gambar 4.9.dengan waktu penggunaan penetrant test
yang membutuhkan waktu 25 menit.
Gambar 4.7. Hasil Menggunakan Yoke Electromagnetic
Sumber: Dokumen Pribadi
Gambar 4.8. Hasil Menggunakan Regulated Power Supply
Sumber: Dokumen Pribadi
Gambar 4.9. Hasil Menggunakan Penetrant Test
Sumber: Dokumen Pribadi
4.6. Hasil Analisa Keuntungan Dalam Penggunaan Alat Yoke
Electromagnetic.
Hasil analisa keuntungan dalam penggunaan alat Yoke Electromagnetic
terdapat beberapa poin didalam nya, yaitu dari segi waktu dan ketelitian dalam
38
mendeteksi keretakan pada suatu komponen.Hasil analisa dituangkan dalam
bentuk diagram seperti pada gambar 4.10 sebagai keuntungan dari segi waktu,
gambar 4.11 kekuatan yoke electromagnetic dalam mengangkat komponen.
Gambar 4.10. Keuntungan Waktu Menggunakan Penetrant Test dan Yoke
Electromagnetic
Sumber : Dokumen Pribadi
Berdasarkan diagram gambar 4.10 keuntungan waktu menggunakan
Penetrant Test dan Yoke Electromagnetic, dalam menggunakan Penetrant Test
lebih lama saat melakukan pengujian NDT yang membutuhkan waktu 25 menit,
dalam proses Penetrant Test waktu terlama pada pengujian ini adalah saat
menunggu hasil. Sedangkan dengan menggunakan alat Yoke Electromagnetic
lebih cepat saat melakukan pengujian NDT, hanya membutuhkan waktu 11 menit
dan hasilnya juga dapat terlihat dengan baik.Dapat dilihat pada gambar 4.7.
Untuk menentukan Spesifikasi dari alat ini perlu dilakukan sebuah
pengujian terhadap variasi beban yang diangkat, variasi beban ditentukan
kemudian diuji sebanyak 4 kali per tegangan maupun arus.Pengujian ini
dituangkan dalam bentuk grafik seperti berikut:
02468
1012
Persiapan ProsesTesting
MenungguHasil
PembersihanKomponen
wak
tu (
me
nit
)
Urutan Pekerjaan
Keuntungan Dari Segi Waktu
Menggunakan Penetrant
Test
Menggunakan Yoke
Electromagnetic
39
Gambar 4.11. Pengangkatan dengan 12V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.12. Pengangkatan dengan 11V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg4 Kg
0
1
2
3
4
12V 1A12V 2A
12V 3A12V 4A
12V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 12V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
11V 1A 11V 2A11V 3A
11V 4A11V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 11V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
40
Gambar 4.13. Pengangkatan dengan 10V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.14. Pengangkatan dengan 9V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
10V 1A 10V 2A10V 3A
10V 4A10V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 10V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
9V 1A 9V 2A9V 3A
9V 4A10V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 9V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
41
Gambar 4.15. Pengangkatan dengan 8V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.16. Pengangkatan dengan 7V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
8V 1A 8V 2A8V 3A
8V 4A8V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 8V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
7V 1A 7V 2A7V 3A
7V 4A7V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 7V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
42
Gambar 4.17. Pengangkatan dengan 6V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.18. Pengangkatan dengan 5V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
6V 1A 6V 2A6V 3A
6V 4A6V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 6V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
5V 1A 5V 2A5V 3A
5V 4A5V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 5V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
43
Gambar 4.19. Pengangkatan dengan 4V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.20. Pengangkatan dengan 3V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
4V 1A 4V 2A4V 3A
4V 4A4V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 4V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
1
2
3
4
3V 1A 3V 2A3V 3A
3V 4A3V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 3V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
44
Gambar 4.21. Pengangkatan dengan 2V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Gambar 4.22. Pengangkatan dengan 1V, 1-5A dan Variasi Beban Spesimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Berdasarkan grafik pada gambar 4.11 s/d gambar 4.22 dapat diambil
kesimpulan bahwa tegangan yang dapat digunakan adalah 4 sampai 12V,
sedangkan arus yang digunakan adalah 4 sampai 5 ampere. pada tegangan 12V
dan 5.1A dangan beban 1kg s/d 3.5 spesimen mampu terangkat dengan baik,
sedangkan saat berat specimen 4Kg medan magnet tidak mampu mengangkat
beban tersebut. Sehingga penelitian dilanjutkan dengan beban maksimum yaitu
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
2V 1A 2V 2A2V 3A
2V 4A2V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 2V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
1 Kg
2 Kg3.5 Kg
4 Kg
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1V 1A 1V 2A1V 3A
1V 4A1V 5A
JUM
LAH
TER
AN
GK
AT
TEGANGAN DAN ARUS
TEGANGAN 1V DAN ARUS 1-5A
1 Kg
2 Kg
3.5 Kg
4 Kg
45
dengan berat spesimen 3.5Kg dengan variasi tegangan dan amper.Hal ini dapat
dilihat pada gambar 4.23.
Gambar 4.23. Kekuatan Yoke ElectromagneticDalam Mengangkat Specimen
Sumber : Dokumen Pribadi
Berdasarkan kurva kekuatan Yoke Electromagnetic dapat dilihat pada
gambar 4.23, bahwa kekuatan Yoke Electromagnetic mengangkat specimen
dengan berat 3,5kg, dapat mengangkat setinggi 57cm pada tegangan 12Vdan arus
5A, pada tegangan 12V dan arus 4A masih mampu mengangkat setinggi 53cm,
sedangkan pada saat tegangan 12V dan arus 3 sampai 1A tidak mampu
mengangkat specimen dengan berat 3,5kg. Data pengujian ini berfungsi untuk
memastikan kondisi Yoke Electromagnetic dan Regulated Power Supply dalam
keadaan baik.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
5A 0 0 35 38 46 49 52 53 53 55 56 57
4A 0 0 0 22 25 29 36 40 40 45 46 53
3A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
10
20
30
40
50
60
Tin
ggi (
cm)
Kekuatan Yoke Electromagnetic
Volt
46
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil perancangan pada proses pengujian (Non Destructive Test) NDT
pada Yoke Electromagnetic, dapat disimpulkan bahwa:
1. Yoke Electromagnetic ini menggunakan arus DC dan serbuk besi sebagai
bahan penunjang dalam proses (Magnetic Particel Inspaction) MPI
2. Yoke Electromagnetic ini dapat berfungsi dengan baik.
3. alat Yoke Electromagnetic dapat melihat hasil keretakan dalam waktu 11
menit.
4. Alat ini berhasil mengangkat beban seberat 3,5kg dengan ketinggian 57cm,
pada tegangan 12 volt dan 5 ampere, semakin rendah tegangan, semakin rendah
medan magnet yang dihasilkan.
5.2. Saran
Berdasarkan kesimpulan, alat ini sudah bekerja dengan baik namun dalam
proses penggunaan maupun pembuatan diharapkan lebih berhati-hati untuk
menghindari resiko bahaya saat melakukan MPI menggunakan Yoke
Electromagnetic DC, diharapkan alat ini dapat dikembangkan lebih baik lagi
kedepannya.
47
DAFTAR PUSTAKA
Kikuchi, H., Tong Liu, Katsuyuki Ara, Yasuhiro Kamada, Satoru Kobayasi, dan
Seiki Takahashi. (2008).“ A Magnetic Yoke Probe for In Situ Magnetic
Measurements”.Japan: Iwate University
Kikuchi, H., Fumitoshi Sato, Katsuyuki Ara, Yushiro Kamada, Satoru Kobayasi.
(2008). “ Feasibility Study of Magnetic NDE by Impedance Measurement
using Single-yoke “.Japan: Iwate University
Murakami, H., H.Khikuchi, K.Ara., (2012). “Feasibility Study for Non-
Destructive evaluation of Magnetic Properties and Hardness of two-layered
specimens by magnetic single-yoke probe”.Japan: ELSEVIER
Panji Sudarmawan (2013). “Laporan praktikum (NDT), (MPI)”.Banten:
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Rafe’I,A., (2011).“Laporan praktikum non destructive test (NDT) Magnetic
particle inspection”.Banten: Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Wahyudi,M,T., dan Kurniyanto, H,B., (2015), “Pengembangan materi
pembelajaran mata kuliah teori NDT”.Surabaya, Politeknik Negeri
Surabaya
id.wikipedia.org/resistor/
www.desetyawan.wordpress,com/2016/12/01/mekanika-keretakan-fracture-
mecanics/amp/
www.perpusku.com./Diamagnetik-paramagnetic-feromagnetik-pengertian-dan-
contohnya/
www.teknikelektronika.com/komponen-ektronika/jenis-jenis-elektronika-ic-
voltage-regulator-pengatur-tegangan/
www.scrib.com/doc/36253489/pengertian-logam/
www.fisikastudycenter.com/rumus-fisika/269-rumus-kuat-medan-magnetik-12-
sma
www.en.m.wikipedia.org/wiki/american_wire_gaug
48
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
Tabel :American Wire Gauge (AWG) cable / conductor sizes and properties
Sumber: www.en.m.wikipedia.org
49
LAMPIRAN 2
Perhitungan Kuat Medan Magnet:
𝐵 = 𝜇𝑂 𝑖 𝑁
2𝑎
𝐵 = 4𝜋 × 10−7 ∙ 5 ∙ 595
2 ∙ 0,13
𝐵 =4 ∙ 3,14 × 10−7 ∙ 5 ∙ 595
2 ∙ 0,13
𝐵 = 0,0037366
0,26
𝐵 = 0,01
𝐵 = 1 × 10−2