program studi teknik listrik d-iii fakultas teknologi
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN ALAT UKUR DYNO
TEST/DINAMOMETER BERBASIS ARDUINO NANO
TUGAS AKHIR
Disusun dan diajukan untuk melengkapi dan memenuhi persyaratan
guna mencapai gelar Ahli Madya
Disusun Oleh :
Nama : Dena Rizki Mahendra
Nim : 1752020
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK D-III
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
2020
ii
RANCANG BANGUN ALAT UKUR DYNO
TEST/DINAMOMETER BERBASIS ARDUINO NANO
TUGAS AKHIR
Disusun dan diajukan untuk melengkapi dan memenuhi persyaratan
guna mencapai gelar Ahli Madya
Disusun Oleh :
Nama : DENA RIZKI MAHENDRA
Nim : 1752020
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK D-III
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
2020
LEMBAR PERSETUJUAIY
RANCANG BANGUN ALAT UKUR DYIIOTESTIDINAMOMETER BERBASIS ARDUINO NANO
TUGASAKHIR
PROGRAM STTII}I TEK}{IK LISTHIK NIIIFAKULTAS TEKNOLOGI II{I}T]STRI
INSTTTU T TEKITO IOGI T{ASIONAL MALAI{G2028
111
1039
f
Nama
Nim
SURAT PER}I-YATAAN ORISINALITAS
Yang bertanda tangan dibawah ini
: Ilena Rizki Mahendra
: 175?S20
P"rogram Studi : Teknik Listrik DIII
PerguruanTinggi : InstitutTeknologiNasional Malang
Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Alat Ukur Dyno Test/Dinamometer
Berbasis Arduino Nano
Dengan ini menyatakan dengan sebenarnya bahwa judul maupun isi dari
luBT Akhiryangsayabuatadalahhasilkaryasendiri,tidakmerupakanPlagiasi dari
karya orang lain. Dalam Tugas Akhir ini tidak memuat kaqa orang lain, kecuali
dicantumkan sumbemya sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
Demikian surat pernyataan ini saya buaL dan apabila dikemudian hari
pemyataan ini tidak benar saya bersedia menerima sanksi akademik.
Malang, 14Agustus202$
Yang menyatak&ff,
{Qffi+Riz&l lYtqh?n${e}
}\uM. 175202*
iv
v
“RANCANG BANGUN ALAT UKUR DYNO TEST/DINAMOMETER
BERBASIS ARDUINO NANO”
( Dena Rizki Mahendra 1752020 Teknik Listrik D-III )
( Dosen Pembimbing I : Rachmadi Setiawan, ST., MT )
( Dosen Pembimbing II : Ir.Taufik hidayat, MT )
ABSTRAK
Prodi Teknik Listrik D-III, Fakultas Teknologi Industri
Isntitut Teknologi Nasional Malang
Email : [email protected]
Pengukuran torsi merupakan hal yang penting untuk pemantauan dari
kinerja mobil listrik. Diketahui bahwa torsi meter yang tersedia dipasaran masih
memiliki berbagai kendala seperti harganya yang mahal dan sulit untuk
diaplikasikan. Pengukuran torsi dapat dilakukan dengan bantuan suatu alat, salah
satunya adalah dinamometer. Salah satu jenis dinamometer yang sederhana adalah
jenis Prony Brake. Prony Brake merupakan salah satu dinamometer jenis
penyerapan karena kerjanya bergantung torsi tarikan yang mengubah energi
mekanik menjadi panas akibat gesekan antara beban pulley dan tali kawat.
Pembebanan prony brake mampu menghasilkan torsi lawan dan pembebanan yang
cukup signifikan. Maka pada penelitian ini dibuatlah suatu alat ukur torsi dan daya
yang dirancang dengan mengaplikasikan Prony Brake Dinamometer. Dari hasil
pengujian data yang diperoleh dyno test puncak daya motor listrik menggunakan
filter yaitu 1500,7 watt diputaran 1755,7 RPM dan torsi motor maksimal 0.099.
dan dari hasil yang diperoleh dyno test puncak daya motor listrik non filter yaitu
1192,6 watt diputaran 1154,6 RPM dan torsi motor maksimal 0,086
Kata kunci :Torsi meter, Dinamometer, Prony Brake.
vi
“DESIGN AND DEVELOPMENT OF DYNO TEST / DYNAMOMETER
BASED ON ARDUINO NANO”
( Dena Rizki Mahendra 1752020 Teknik Listrik D-III )
( Dosen Pembimbing I : Rachmadi Setiawan, ST., MT )
( Dosen Pembimbing II : Ir.Taufik hidayat, MT )
ABSTRACT
Prodi Teknik Listrik D-III, Fakultas Teknologi Industri
Isntitut Teknologi Nasional Malang
Email : [email protected]
Torque measurement is important for monitoring the performance of
electric cars. It is known that the torque meters available in the market still have
various problems, such as the price is expensive and difficult to apply. Torque
measurement can be done with the help of a tool, one of which is a dynamometer.
One type of dynamometer that is simple is the type of Prony Brake. Prony Brake
is an absorption type dynamometer because its work depends on the torque of the
pull which converts mechanical energy into heat due to friction between the
pulley load and the wire rope. Prony brake loading is capable of producing
significant opponent torque and loading. So in this research a torque and power
measuring instrument is made which is designed by applying the Prony Brake
Dynamometer. From the results of the test data obtained by the dyno test the peak
power of the electric motor using a filter is 1500.7 watts rotated 1755.7 RPM and
a maximum motor torque of 0.099. and from the results obtained by the dyno test,
the peak power of the non-filter electric motor is 1192.6 watts rotated 1154.6
RPM and a maximum motor torque of 0.086
Keywords: Torque meter, dynamometer, Prony Brake.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan
hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat
serta salam semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad
SAW.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi Sebagian persyaratan guna
memperoleh gelar Ahli Madya, Program Studi Teknik Listrik D3, Fakultas
Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang dengan judul :
“RANCANG BANGUN ALAT UKUR DYNO
TEST/DINAMOMETER BERBASIS ARDUINO NANO” dapat terselesaikan.
Tugas akhir ini dapat diselesaikan tidak lepas dari bantuan dan kerjasama
dengan pihak lain. Berkenaan dengan hal tersebut, penulis menyampaikan ucapan
terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua yang senantiasa mendoakan dan memberikan dukungan
dengan tulus tiada henti.
2. Bapak Ir. Taufik Hidayat, MT selaku Koordinator Tugas Akhir Program
Studi Teknik Listrik DIII.
3. Bapak Ir. Eko Nurcahyo, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik
Diploma III
4. Bapak Rachmadi Setiawan, ST.,MT selaku Sekertaris Program Studi
Teknik Listrik Diploma III
5. Bapak Rachmadi Setiawan, ST.,MT selaku dosen pembimbing I dan
Bapak Ir.Taufik hidayat, MT selaku dosen pembimbing II yang telah
membantu dan membimbing didalam menyelesaikan
6. Bapak Bima Romadhon Parada Dian Palevi, ST.,MT yang telah membantu
serta membimbing didalam proses pengerjaan sampai terselesaikannya
tugas akhir ini.
7. Bapak Arif yang telah membantu serta membimbing didalam proses
pengerjaan sampai terselesaikan tugas akhir ini
8. Teman-teman angkatan 2017 dan 2018 yang telah memberikan motivasi
untuk dapat segera menyelesaikan kuliah.
viii
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penulisan dan penyusunan tugas
akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
kata sempurna, untuk itu kritik dan saran dari pembaca sangat penulis
harapkan untuk perbaikan laporan tugas akhir ini.
Penulis berharap dan berdoa, semoga semua amal baik yang telah
diberikan akan diberkahi oleh Allah SWT, sehingga akan menghasilkan suatu hal
yang baik di masa mendatang. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini
masih jauh dari kata sempurna, untuk itu kritik dan saran dari pembaca sangat
penulis harapkan untuk perbaikan laporan tugas akhir ini.
Malang, September 2020
Penulis
ix
DAFTAR ISI
COVER……………………………………………………………………………ii
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ iii
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS ........................................................ iv
ABSTRAK .......................................................................................................... v
ABSTRACT ....................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv
BAB I .................................................................................................................. 1
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 1
1.3 Tujuan ...................................................................................................... 1
1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 2
1.5 Manfaat .................................................................................................... 2
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 2
BAB II ................................................................................................................. 4
LANDASAN TEORI ........................................................................................... 4
2.1 Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 4
2.1.1 Dynamometer ...................................................................................... 4
2.1.2 Pembebanan untuk prony brake............................................................ 4
2.1.3 Sejarah Dinamometer ........................................................................... 5
2.1.4 Prinsip Kerja Dinamometer .................................................................. 6
2.2 Sensor Strain gauge .................................................................................. 8
2.2.1 Prinsip kerja Strain Gauge .................................................................. 10
2.3 HX711.................................................................................................... 10
2.3.1 Prinsip kerja dari modul HX711 ......................................................... 11
2.4 Trimpot .................................................................................................. 12
2.4.1 Fungsi Trimpot .................................................................................. 12
x
2.5 Resistor .................................................................................................. 12
2.5.1 Fungsi resistor.................................................................................... 13
2.5.2 Resistor Tetap .................................................................................... 13
2.6 Tachometer ............................................................................................ 14
2.6.1 Jenis Tachometer .................................................................................. 15
2.6.2 Cara kerja alat tachometer .................................................................. 15
2.7 Arduino Nano ........................................................................................ 15
2.7.1 Rangkaian skematik arduino nano ...................................................... 16
2.7.2 Konfigurasi Pin Arduino Nano ........................................................... 17
2.7.3 TABEL KONFIGURASI PIN ARDUINO NANO ............................. 18
2.7.4 Pemetaan Pin pada Arduino Nano ...................................................... 19
2.7.5 Sumber Daya Arduino ....................................................................... 19
2.7.6 Memori Arduino Nano ....................................................................... 20
2.7.7 Input dan Output ................................................................................ 20
2.7.8 Komunikasi........................................................................................ 21
2.7.9 Pemrograman ..................................................................................... 22
2.7.10 Arduino Ide .................................................................................. 22
2.8 Komunikasi Serial Port RS232 .............................................................. 24
2.8.1 RS232/Max232 .................................................................................. 24
2.8.3 Karakteristik Sinyal RS232 ................................................................ 25
2.8.4 Tata cara komunikasi port serial ......................................................... 26
2.8.5 Karakteristik Sinyal Port Serial .......................................................... 26
2.9 Sensor Load Cell .................................................................................... 27
2.9.1 Prinsip Kerja Load Cell ...................................................................... 28
2.10 Tinjauan Umum Bahasa Pemrograman Borland Delphi 07 ...................... 28
BAB III.............................................................................................................. 34
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT ................................................ 34
3.1 Lokasi Dan Penelitian Perancangan ........................................................ 34
3.2 Motode Pengujian Performa Mesin Ke Dyno Test .................................. 34
3.3 Perencanaan Alat ukur dyno test ............................................................. 34
3.4 Diagram Blok ......................................................................................... 35
3.5 Perancangan Roller Dyno Test................................................................ 35
xi
3.6 Perancangan Microkontroller .................................................................. 37
3.7 Skematik Dinamometer .......................................................................... 38
3.8 Lay Out PCB Dinamometer .................................................................... 39
3.9 Proses Pembuatan Pcb ............................................................................ 40
4.1 Pengujian Alat ........................................................................................ 42
4.2 Peralatan Pengujian ................................................................................ 42
4.2.1 Dyno Test .......................................................................................... 42
4.2.2 Tachometer Rotor Bergerigi ............................................................... 43
4.3 Pengujian Dyno Test/Dinamometer ........................................................ 43
4.4 Pengujian Kecepatan Mobil Listrik dengan filter .................................... 44
4.5 Pengujian Kecepatan Mobil Listrik dengan non filter ............................. 45
BAB V ............................................................................................................... 47
PENUTUP ......................................................................................................... 47
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 47
5.2 Saran ...................................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 48
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Prinsip kerja dynamometer............................................................... 6
Gambar 2. 2 Sensor Strain Gauge......................................................................... 8
Gambar 2. 3Rangkaian Strain Gauge.................................................................. 10
Gambar 2. 4 HX711 ........................................................................................... 11
Gambar 2. 5 Trimpot.......................................................................................... 12
Gambar 2. 6 Resistor.......................................................................................... 13
Gambar 2. 7 Tachometer Rotor Bergigi.............................................................. 15
Gambar 2. 8 Arduino Nano ................................................................................ 16
Gambar 2. 9 Skematik Arduino Nano................................................................. 16
Gambar 2. 10 Pemetaan Arduino Nano .............................................................. 19
Gambar 2. 11 Konektor serial DB-9 pada bagian belakang CPU ........................ 24
Gambar 2. 12 RS232 Diagram ........................................................................... 25
Gambar 2. 13Koneksi dengan serial ................................................................... 26
Gambar 2. 14 Pengiriman huruf tanpa paritas ..................................................... 26
Gambar 2. 15 Level tegangan RS232 pada pengiriman huruf „A‟tanpa bit paritas
.......................................................................................................................... 27
Gambar 2. 16 Single Point Load Cell ................................................................. 28
Gambar 2. 17 Start Menu Program Group Delphi 07 .......................................... 30
Gambar 2. 18 Tampilan IDE Delphi 07 .............................................................. 30
Gambar 2. 19 Tampilan Menu Standar Pada Borland Delphi 07 ......................... 31
Gambar 2. 20 Tampilan Form Designer ............................................................. 31
Gambar 2. 21 Code Editor Pada IDE Delphi 7 ................................................... 32
Gambar 2. 22 Component Palette, Object Treeview dan Object Inspector .......... 32
Gambar 2. 23 Pembuatan aplikasi dengan Borland Delphi 07............................. 33
Gambar 3. 1 Metode pengujian Dyno Test ......................................................... 34
Gambar 3. 2 Diagram Blok Dyno Test ............................................................... 35
Gambar 3. 3 Hasil Rancang Roller dyno ............................................................ 36
Gambar 3. 4 Microkontroller Dinamometer ....................................................... 37
Gambar 3. 5 Skematik Dinamometer.................................................................. 38
Gambar 3. 6 Top layer ....................................................................................... 39
Gambar 3. 7 Bottom Layer ................................................................................. 39
Gambar 3. 8 Penyetlikaan pcb ............................................................................ 40
Gambar 3. 9 Pelarutan Pcb dengan feriklorida .................................................... 40
Gambar 3. 10 Proses Pengeboran PCB ............................................................... 41
Gambar 3. 11 Proses Pemasangan komponen dan menyolder. ............................ 41
Gambar 4. 1 Dyno Test ...................................................................................... 42
Gambar 4. 2 Tachometer rotor bergigi................................................................ 43
Gambar 4. 3 Pengujian Dyno test ....................................................................... 43
Gambar 4. 4 Sistem Pengereman ........................................................................ 43
xiii
Gambar 4. 5 Grafik Pengujian dengan filter ....................................................... 44
Gambar 4. 6 Grafik Pengujian dengan non filter................................................. 45
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Kode Warna Resistor ......................................................................... 14
Tabel 2. 2 Konfigurasi Pin Arduino Nano .......................................................... 18
Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Menggunakan Filter ................................................. 44
Tabel 4. 2 Hasil Pengujian Menggunakan Non Filter ......................................... 45