skripsi modul rancang bangun mesin pengampelas kayu

77
MODUL RANCANG BANGUN MESIN PENGAMPELAS KAYU BERBASIS PNEUMATIK SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN SKRIPSI Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Strata 1 Untuk Mencapai Gelar Sarjana Pendidikan Disusun Oleh Nama : Yan Berliantina NIM : 5314000006 Program Studi : PTE / S1 Jurusan : TeknikElektro Fakultas : Teknik FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2005

Upload: mas-ripan

Post on 19-Jun-2015

1.226 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

MODUL RANCANG BANGUN MESIN PENGAMPELAS KAYU

BERBASIS PNEUMATIK SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN

SKRIPSI

Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian

Studi Strata 1 Untuk Mencapai Gelar Sarjana Pendidikan

Disusun Oleh

Nama : Yan Berliantina

NIM : 5314000006

Program Studi : PTE / S1

Jurusan : TeknikElektro

Fakultas : Teknik

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2005

Page 2: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi dengan judul “Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas

Kayu Berbasis Pneumatik Sebagai Media Pembelajaran” telah dipertahankan

dihadapan sidang panitia ujian skripsi Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang yang diselenggarakan pada :

Hari : Kamis

Tanggal : 3 Februari 2005

Panitia

Ketua Sekretaris

Drs. Djoko Adi Widodo, M.T Drs. R. Kartono, M.Pd NIP. 131 750 064 NIP. 131 474 229

Pembimbing I Penguji I

Drs. Noor Hudallah, M.T Drs.Noor Hudallah, M.TNIP. 131 813 663 NIP. 131 813 663

Pembimbing II Penguji II

Dra. Dwi Purwanti, M.S Dra. Dwi Purwanti, M.SNIP. 131 876 224 NIP. 131 876 224

Penguji III

Drs. Said Sunardiyo, M.TNIP. 131 961 219

Dekan

Prof. Dr. SoesantoNIP. 130 875 753

Page 3: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

ABSTRAK

Yan Berliantina 2004: Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas KayuBerbasis Pneumatik Sebagai Media Pembelajaran. Skripsi. Semarang:TeknikElektro. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang.

Pneumatik merupakan salah satu ilmu teknik yang penting dalam teknologidewasa ini. Kesulitan otomasi yang timbul atas dasar-dasar yang rasional dapatdipecahkan dengan sistem-sistem pneumatik. Pelaksanaan pneumatik masing-masing selalu merupakan suatu bentuk mekanisasi atau otomasi sebagian atauotomasi lengkap. Hal ini tidak saja terjadi pada pengendalian atau penggerakantetapi juga pada peralatan-peralatan rentang untuk pengerjaan tertentu, atau padaalat-alat angkut, gosok dan angkat. Pada kehidupan sehari-hari biasanyapengampelasan dilakukan secara manual yang membutuhkan banyak tenaga,waktu dan kurang efisiensi. Tetapi dengan proses mekanisasi menggunakansistem pneumatik dapat mempermudah atau memperingan pekerjaan, efisiensiwaktu, tenaga dan biaya. Oleh karenanya pemahaman mengenai dasar-dasarpneumatik dan aplikasinya perlu diberikan kepada mahasiswa jurusan TeknikElektro sebagai bekal untuk digunakan di dunia industri dalam bentuk media/alatpembelajaran. Maka timbul suatu permasalahan bagaimana desain dan kinerjamesin pengampelas kayu berbasis pneumatik sebagai media pembelajaran.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui keberhasilan kinerja darimesin pengampelas kayu sebagai media pembelajaran dengan menggunakansistem pneumatik dan Membantu membuat media pembelajaran praktikumkhususnya dalam bidang pneumatik. Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitianini adalah untuk memperbaiki mutu proses pembelajaran mengenai sistempneumatik dan untuk melengkapi sarana praktikum sistem pneumatik di jurusanTeknik Elektro UNNES.

Penelitian ini dilaksanakan dalam bentuk rancang bangun/pengembanganmedia pembelajaran mahasiswa dengan komponen utama berupa peralatanpneumatis. Perencanaan hingga realisasi alat mencakup langkah-langkah:spesifikasi masalah, analisis masalah, alternatip pemecahan masalah, pemilihanpemecahan masalah, pelaksanaan pekerjaan proyek serta langkah pengujian danevaluasi.

Hasil dari rancang bangun berupa alat peraga sebagai media pembelajaran,di mana alat peraga ini dapat melakukan gerakan pengampelasan secara linier.Dan pada hasil percobaan (lihat daftar lampiran 9) dapat diketahui bahwa tingkatkehalusan bahan dalam hal ini kayu dipengaruhi oleh tipe ampelas yangdigunakan dan kualitas serat (keras/lunak) pada bahan tersebut.

Saran yang dapat disampaikan bahwa sebaiknya modul alat peraga inidigunakan untuk mengampelas kayu dengan bidang datar dan berserat lunak sertaukurannya tidak lebih dari 12 cm2. Untuk menghasilkan ketebalan bahan yangdiampelas sesuai dengan keinginan maka pada tiang penyangga tabung pneumatikperlu ditambah alat penentu ketebalan bahan.

Page 4: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat

rahmat dan karunia-Nya jualah dapat diselesaikan skripsi yang berjudul “Modul

Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu Berbasis Pneumatik Sebagai

Media Pembelajaran”.

Terima kasih yang tiada terhingga disampaikan kepada :

1. Bapak Drs. Noor Hudallah, M.T, pembimbing I sekaligus ketua research

grand yang telah memberi kesempatan dan bantuan pembibingan serta dana

kepada penulis dalam penyelesaian skripsi.

2. Ibu Dra. Dwi Purwanti, M.S, pembimbing II yang telah memberikan tambahan

pengetahuan dan saran demi kelancaran skripsi.

3. Bapak Prof. Dr. Soesanto, Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

4. Bapak Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Negeri Semarang.

5. Bapak dan Ibu tercinta serta kakak yang telah memberikan bantuan baik moril,

spirituil maupun materiil.

Akhirnya diucapkan terima kasih kepada semua pihak yang tidak mungkin

disebutkan satu persatu yang telah banyak membantu dalam proses skripsi ini.

Semarang, Desember 2004

Peneliti

Page 5: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ..................................................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................ii

ABSTRAK .............................................................................................................iii

PENGANTAR........................................................................................................ iv

DAFTAR ISI ........................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ................................................................................................viii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. ix

DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................................xi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar Belakang................................................................................................... 1

B. Permasalahan..................................................................................................... 3

C. Batasan Masalah................................................................................................ 3

D. Tujuan Penelitian............................................................................................... 3

E. Manfaat Penelitian............................................................................................. 4

F. Penegasan Istilah ............................................................................................... 4

G. Sistematika Skripsi ............................................................................................ 5

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 8

A. Sistem Pneumatik .................................................................................. 8

B. Pemanfaatan Udara yang Dimampatkan dan Kehidupan Sehari-hari . 10

C. Peralatan Pendukung Sistem Pneumatik ............................................. 10

Page 6: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

1. Kompresor..................................................................................... 11

2. Unit Pelayanan Udara ................................................................... 12

3. Unit Penggerak (Aktuator)............................................................ 13

a. Penentuan Ukuran Silinder...................................................... 13

b. Kebutuhan Udara..................................................................... 13

c. Gaya Piston.............................................................................. 14

d. Aktuator................................................................................... 14

1) Silinder Kerja Ganda ......................................................... 15

2) Slinder Kerja Tunggal ....................................................... 16

4. Katup 5 Lubang Tekanan Bolak-Balik ......................................... 16

5. Katup Pengontrol Aliran ............................................................... 17

6. Selenoid ........................................................................................ 18

7. Katup 3/2....................................................................................... 19

8. Limit Switch ................................................................................. 20

9. Catu Daya...................................................................................... 21

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 22

A. Metode Pengimpulan Data .................................................................. 22

B. Tempat Dan Waktu Penelitian............................................................. 23

C. Prosedur Penelitian.............................................................................. 23

D. Alternatif Desain Rangkaian ............................................................... 26

1. Alternatif Desain Rangkaian I ...................................................... 26

2. Alternatif Desain Rangkaian II ..................................................... 27

3. Alternatif Desain Rangkaian III.................................................... 28

Page 7: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

E. Penilaian Dan Pemilihan Alternatif Rangkaian Yang Direncanakan..29

F. Bahan................................................................................................... 31

G. Alat ..................................................................................................... 32

BAB IV PERENCANAAN ALAT ...................................................................... 33

A. Alat Pengampelas Kayu ...................................................................... 33

1. Mesin Pabrik (Mesin Industri) ...................................................... 33

2. Alat Yang Direncanakan............................................................... 34

B. Diameter Silinder................................................................................. 35

C. Catu Daya 24 VDC.............................................................................. 37

D. Modul Katup Selenoid 5/2 .................................................................. 38

E. Modul Katup 3/2 ................................................................................. 39

F. Modul Terminal Sumber Catu Daya ................................................... 40

G. Komponen Pendukung ........................................................................ 41

1. Meja Landasan .............................................................................. 41

2. Tiang Penyangga Tabung Pneumatik ........................................... 42

3. Alat Penjepit Objek Yang Diampelas ........................................... 43

4. Balok Pengampelas....................................................................... 45

5. Box Catu Daya.............................................................................. 46

H. Realisasi Desain................................................................................... 48

BAB V HASIL UJI COBA DAN PEMBAHASAN ............................................. 49

10. Hasil Uji Coba .............................................................................. 49

11. Pembahasan................................................................................... 50

BAB VI PENUTUP............................................................................................... 51

Page 8: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

A. Simpulan.............................................................................................. 51

B. Saran .................................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ 54

Page 9: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Halaman

1. Kriteria Bobot Penilaian Alternatif Desain ..................................................... 27

2. Data Pengujian Dengan Jenis Kayu Yang Berbeda.........................................64

3. Data Pengujian Tingkat Kehalusan Untuk Beberapa Jenis Ampelas ..............64

4. Data Pengujian Tekanan Pada Aktuator ......................................................... 64

Page 10: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar Halaman

1. Sistem Pneumatis Sederhana............................................................................. 9

2. Simbol Diagram Tabung Gerak Ganda ........................................................... 15

3. Simbol Diagram Tabung Gerak Tunggal ........................................................ 16

4. Simbol Katup 5 Lubang Tekanan Bolak-Balik ............................................... 16

5. Dua Posisi Katup 5 Lubang............................................................................. 17

6. Simbol Katup Pengontrol Volume Aliran ....................................................... 18

7. Skema Diagram Selenoid ................................................................................ 18

8. Katup Tuas Set/Reset 3 Lubang ...................................................................... 20

9. Kontak Limit Switch ........................................................................................ 21

10. Skema Catu Daya Penyearah Gelombang Penuh............................................ 21

11. Tahapan Realisasi Penelitian........................................................................... 24

12. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik I ......................................................... 26

13. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik II Dan Rangkaian Kontrol Elektrik.... 27

14. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik III ....................................................... 29

15. Model (Kontruksi) Mesin Pengampelas Pada Pabrik Kayu............................ 33

16. Skema Rangkaian Catu Daya .......................................................................... 37

17. Desain Modul Katup Selenoid 5/2 .................................................................. 38

18. Desain Modul Katup Tuas 3/2......................................................................... 39

19. Desain Modul Terminal Sumber Catu Daya ................................................... 40

20. Desain Meja Landasan .................................................................................... 41

Page 11: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

21. Desain Tiang Penyangga Tabung Pneumatik.................................................. 42

22. Desain Alat Penjepit Objek ............................................................................. 44

23. Desain Balok Pengampelas ............................................................................. 45

24. Desain Box Catu Daya..................................................................................... 47

25. Realisasi Desain Alat Peraga........................................................................... 48

Page 12: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Foto Katup 5/2 Dobel Selenoid ....................................................................... 54

2. Foto Katup 3/2 Set/Reset................................................................................. 55

3. Foto Catu Daya 24 Volt Dalam Box................................................................ 56

4. Foto Alat Penjepit Objek ................................................................................. 57

5. Foto Limited Switch Dan Tabung Pneumatik ................................................. 58

6. Foto Realisasi Modul Alat Peraga .................................................................. 59

7. Prinsip Kerja Dan Langkah Kerja Modul........................................................ 60

8. Rekapitulasi Biaya Pembuatan Modul ............................................................ 62

9. Data Hasil Percobaan ...................................................................................... 64

Page 13: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah

banyak menciptakan peralatan teknologi yang dapat dimanfaatkan oleh dunia

pendidikan, mulai pendidikan tingkat dasar sampai pendidikan tingkat tinggi.

Salah satu hasil dari teknologi yang telah dimanfaatkan dalam dunia

pendidikan adalah media / alat sumber belajar yang berguna untuk

menyumbangkan peran dalam proses belajar mengajar.

Media pendidikan merupakan salah satu faktor yang besar

pengaruhnya terhadap terjadinya proses belajar mengajar yang efektif dan

efisien. Dalam pelaksanaan proses belajar mengajar pemanfaatan media

pendidikan serta sumber-sumer pendidikan yang lain dapat menunjang

keberhasilan proses belajar mengajar. Penggunaan media dalam proses belajar

mengajar bertujuan agar proses belajar mengajar tersebut dapat berlangsung

secara tepat guna dan berhasil guna, sehingga mutu pendidikan dapat

ditingkatkan (Latuheru, 1988: 15)

Pembelajaran yang baik, selain memerlukan pendidik yang menguasai

materi dan metode pembelajaran, juga memerlukan suatu media / alat bantu

pengajaran. Tersedianya alat bantu mutlak diperlukan untuk pembelajaran

praktikum, sehingga dapat memberikan pengalaman kepada peserta didik.

Page 14: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Pneumatik merupakan salah satu ilmu teknik yang penting dalam

teknologi dewasa ini. Kesulitan otomasi yang timbul atas dasar-dasar yang

rasional dapat dipecahkan dengan sistem-sistem pneumatik. Teknologi

pneumatik merupakan suatu bentuk mekanisasi atau otomasi sebagian atau

otomasi lengkap pada pengendalian atau penggerakan selain itu juga pada

peralatan-peralatan rentang untuk pengerjaan tertentu, atau pada alat-alat

angkut, gosok dan angkat.

Pada prinsipnya pneumatik menggunakan teknik udara mampat, di

mana udara mampat sebagai pendukung, pengangkut dan pemberi tenaga pada

peralatan yang menggunakan sistem pneumatik salah satu diantaranya adalah

mesin pengampelas kayu.

Pada kehidupan sehari-hari biasanya pengampelasan dilakukan secara

manual yang membutuhkan banyak tenaga, waktu dan kurang efisiensi. Tetapi

dengan proses mekanisasi menggunakan sistem pneumatik dapat

mempermudah atau memperingan pekerjaan, efisiensi waktu, tenaga dan

biaya.

Pemahaman mengenai dasar-dasar pneumatik dan aplikasinya perlu

diberikan kepada mahasiswa jurusan Teknik Elektro sebagai bekal untuk

digunakan di dunia industri dalam bentuk media/alat pembelajaran.

Berdasarkan uraian di atas maka perlu pengadaan media pembelajaran

praktikum mengenai penggunaan sistem pneumatik dalam pengontrolan mesin

pengampelas kayu. Maka penelitian ini berjudul “Modul Rancang Bangun

Mesin Pengampelas Kayu Berbasis Pneumatik Sebagai Media Pembelajaran”.

Page 15: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

B. Permasalahan

Berdasarkan uraian yang telah dikemukakan di atas, maka masalah

yang dapat dirumuskan adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana desain mesin pengampelas kayu berbasis pneumatik sebagai

media pembelajaran?

2. Bagaimana kinerja mesin pengampelas kayu berbasis pneumatik dalam

fungsinya sebagai media pembelajaran?

C. Batasan Masalah

Agar pembahasan masalah tidak melebar, lebih tertuju dan

terkonsentrasi pada permasalahan yang akan dibahas, maka skripsi ini dibatasi

masalahnya sebagai berikut :

1. Objek penelitian adalah modul mesin pengampelas kayu dengan

penggerak pneumatik sebagai media pembelajaran.

2. Analisis alat lebih menekankan pada fungsinya sebagai media

pembelajaran dan tidak menekankan pada kontruksi desain alat.

D. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam melakukan penelitian ini adalah

untuk :

1. Mengetahui keberhasilan kinerja dari mesin pengampelas kayu berbasis

pneumatik sebagai media pembelajaran.

Page 16: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

2. Membantu membuat media pembelajaran praktikum khususnya dalam

bidang pneumatik.

E. Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk

memperbaiki mutu proses pembelajaran mengenai sistem pneumatik dan

untuk melengkapi sarana praktikum sistem pneumatik di jurusan Teknik

Elektro UNNES.

F. Penegasan Istilah

Menghindari salah penafsiran tentang judul skripsi ini, diperlukan

suatu penegasan istilah sebagai berikut :

1. Modul

Komponen dari suatu sistem yang berdiri sendiri, tetapi menunjang

program dari sistem itu. (KBBI, 1991: 662)

2. Rancang Bangun

Penerapan kaidah-kaidah ilmu dalam pelaksanaan seperti perancangan,

pembuatan konstruksi, serta pengoperasian kerangka, peralatan dan sistem

yang ekonomis dan efisien. (KBBI, 1990: 725)

3. Pneumatik

Teori atau pengetahuan udara yang bergerak. (Krist, 1993: 1)

Page 17: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

4. Media Pembelajaran

Semua alat (bantu) atau benda yang digunakan dalam kegiatan belajar

mengajar, dengan maksud untuk menyampaikan pesan (informasi)

pembelajaran dari sumber (guru maupun sumber lain) kepada penerima

(dalam hal ini anak didik atau warga belajar). (Latuheru, 1988: 14)

Jadi yang dimaksud judul dalam penelitian ini adalah suatu modul

berupa mesin pengampelas kayu yang didesain sedemikian rupa sesuai dengan

kaidah rancang bangun dengan memanfaatkan udara sebagai tenaga penggerak

dari komponen pneumatik, yang nantinya realisasi modul dapat digunakan

sebagai alat bantu dalam pembelajaran.

G. Sistematika Skripsi

Sistematika skripsi ini disusun dari awal hingga akhir dengan langkah-

langkah sebagai berikut :

1. Bagian Awal Skripsi

Bagian awal skripsi ini terdiri dari halaman judul, halaman pengesahan,

abstrak, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar, dan daftar

lampiran.

2. Bagian Pokok Skripsi

Bagian pokok skripsi ini terdiri dari yang masing-masing berisikan

tentang:

Page 18: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

a. Bab I Pendahuluan

Pada bab ini diuraikan tentang alasan pemilihan judul, penegasan

istilah, permasalahan, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, dan sistematika skripsi.

b. Bab II Landasan Teori

Pada bab ini menjelaskan teori-teori yang dijadikan bahan acuan dan

ada kaitannya dengan prinsip dasar dari kompresor, unit pelayanan

udara, unit penggerak, katup 5/2 tekanan bolak-balik, katup

pengontrol aliran, dan katup tuas set/reset 3 lubang, limit switch dan

selenoid serta catu daya.

c. Bab III Metode Penelitian

Pada bab ini diuraikan tentang metode pengumpulan data, waktu dan

tempat penelitian, prosedur penelitian, alternatif dan pemilihan desain

rangkaian.

d. Bab IV Perencanaan Alat

Pada bab ini dikemukakan mengenai perencanaan, langkah kerja serta

realisasi desain.

e. Bab V Hasil Uji Coba dan Pembahasan

Pada bab ini berisi hasil uji coba dan pembahasan.

f. Bab VI Penutup

Pada bab ini berisi kesimpulan dari semua hasil penelitian dan saran.

Page 19: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

3. Bagian Akhir Skripsi

Berisi tentang daftar pustaka dan lampiran. Daftar pustaka berisi daftar

buku atau referensi dari berbagai sumber yang mendukung penelitian ini,

sedangkan lampiran berisi tentang data-data yang diperlukan untuk

memperkuat penjelasan dari isi laporan.

Page 20: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Sistem Pneumatik

Udara yang dimampatkan merupakan udara yang diambil dari sekitar/

lingkungan kemudian ditiupkan secara paksa ke dalam suatu tempat yang

ukurannya relatif kecil. Pada proses pemampatan udara, misalnya pada saat

meniup balon atau memompa ban sepeda diketahui bahwa peniupan bola

ataupun pemompaan ban sepeda bukanlah hal yang mudah, apalagi jika cukup

banyak balon yang ditiup ataupun ban sepeda yang dipompa.

Bila udara sudah dimampatkan ke dalam balon atau ban sepeda, udara

tersebut akan berusaha keluar lagi. Hal ini terjadi karena udara menyimpan

hampir seluruh tenaga yang digunakan untuk memasukkannya dengan paksa.

Tetapi jika balon tersebut dilepaskan, tenaga atau energi yang tersimpan pada

udara di dalam balon akan membuat balon melesat seperti roket. Tenaga yang

tersimpan inilah yang hakekatnya bekerja untuk menggerakkan balon. Prinsip

inilah yang mendasari prinsip kerja sistem pneumatik (Patient, 1985: 3).

Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk

udara yang dimampatkan serta dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu kerja

disebut sistem pneumatika (pneumatik system). Konstruksi sederhana sebuah

peralatan pneumatis adalah seperti gambar 1.

Page 21: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 1. Sistem Pneumatik Sederhana

Pada industri (sesuai gambar 1), pemampatan udara dilakukan

menggunakan kompresor yang digerakkan oleh motor listrik ataupun motor

bakar. Kompresor memampatkan udara ke dalam sebuah tangki penyimpan

yang kuat yang disebut tangki penampung atau receiver dan tenaga/udara yang

tersimpan di dalamnya siap digunakan.

Komponen pneumatik utama yang digunakan dalam rancang bangun

peralatan pada penelitian ini adalah katup (valve) dan tabung (cylinder).

Katup-katup berfungsi sebagai pengendali tabung, sedangkan tabung berfungsi

untuk menghasilkan gaya (force) serta gerak linier (linier motion) untuk

melakukan suatu kerja/gerakan.

motorlistrik

penampung

udara

mampat

kompresor

suplai udara bebas

tombol tekan

gaya

gerak linier

torak

penyaringpelumaspengaturtekanan

katup

pneumatik

Page 22: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

B. Pemanfaatan Udara yang Dimampatkan dan Kehidupan Sehari-hari

Setiap hari banyak dijumpai berbagai macam peralatan yang bekerja

berdasarkan sistem udara yang dimampatkan. Ban-ban pneumatik pada mobil

sering kali diisi dengan udara yang dimampatkan menggunakan kompresor

yang biasa terdapat pada tempat-tempat service kendaraan bermotor. Bengkel-

bengkel yang cukup lengkap peralatannya biasanya memiliki peralatan seperti:

bor, pengencang atau pelepas mur roda, ataupun semprotan cat yang bekerja

menggunakan udara yang dimampatkan.

Udara yang dimampatkan juga dimanfaatkan pada bor-bor pneumatik

yang digunakan pada pekerjaan-pekerjaan perbaikan jalan dan pembangunan

gedung-gedung. Demikian halnya dokter gigi menggunakan bor dengan sistem

yang sama untuk membor gigi dengan kecepatan tinggi. Pintu-pintu pada

kereta-kereta bawah tanah serta bus-bus banyak yang dioperasikan secara

pneumatik. Rem-rem pneumatik biasa dipakai pada kereta api dan kendaraan

niaga. Sistem suspensi pneumatik dipakai juga pada beberapa kendaraan

modern.

Bisa dikatakan banyak bidang kehidupan sehari-hari yang dalam

operasionalnya bisa digantikan fungsinya oleh peralatan pneumatis, misalnya

gergaji kayu, dongkrak mobil dan berbagai bidang yang lain.

C. Peralatan Pendukung Sistem Pneumatik

Pada peralatan yang menggunakan sistem pneumatik dibutuhkan

peralatan-peralatan pendukung dalam pengoperasiannya, peralatan pendukung

Page 23: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

tersebut antara lain : kompresor, unit pelayanan udara, silinder gerak ganda

(double-acting cylinder), katup tuas 3 lubang, limit switch, katup 5 lubang

tekanan bolak-balik, katup pengatur aliran dan lain sebagainya. Peralatan-

peralatan tersebut merupakan sebagian dari banyak peralatan pendukung

sistem pneumatik.

1. Kompresor

Kompresor merupakan pensuplai udara yang dimampatkan untuk

dimanfaatkan oleh tabung-tabung pneumatik. Udara diisap dari atmosfer

melalui sebuah filter oleh sebuah pompa torak yang disebut sebagai

kompresor. Kompresor ini kemudian memompakan udara tersebut ke

dalam sebuah tangki penampung dari baja yang disebut receiver. Sebagai

penggerak kompresor digunakan sebuah motor listrik atau sebuah motor

bakar yang terhubung dengan sebuah saklar/switch sensor tekanan yang

dihubungkan dengan penampung. Jika tekanan udara di dalam penampung

turun sampai suatu harga minimum tertentu, saklar akan secara otomatis

menghidupkan motor listrik dan kompresor akan mengisi lagi persediaan

udara di dalam penampung. Jika udara dalam penampung sudah

maksimum, saklar akan menghentikan motor listrik dan kompresor akan

berhenti bekerja.

Udara yang telah dimampatkan keluar dari tangki penampung

melalui sebuah katup buka-tutup. Sebelum mencapai jaringan distribusi,

udara harus melewati sebuah unit filter atau penyaring yang akan

Page 24: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

memisahkan kandungan air dari udara sehingga peralatan-peralatan

pneumatik terhindar dari proses pengaratan.

Selanjutnya udara memasuki sistem distribusi, yang biasanya jika

di industri memakai pipa baja galvanis, tetapi untuk keperluan eksperimen

laboratoris biasanya menggunakan selang karet yang cukup baik.

2. Unit Pelayanan Udara (Air Service Unit)

Unit pelayanan udara (air service unit) terdiri dari empat

komponen utama yaitu :

a. Penyaring udara bertekanan yang berfungsi untuk memisahkan

partikel-partikel debu dan kandungan air di saluran keluar.

b. Pengatur tekanan udara berfungsi untuk mengatur tekanan kerja yang

akan digunakan relatif tetap.

c. Manometer (pengukur tekanan), berfungsi untuk mengetahui tinggi

rendahnya tekanan kerja.

d. Pelumas udara bertekanan berfungsi untuk menyalurkan pelumas

dikabutkan yang dialirkan ke sistem distribusi udara dari sistem

kontrol dan komponen pneumatik yang akan digunakan dan

mencegah terjadinya korosi pada komponen pneumatik.

Unit pelayanan udara dipasang setelah sistem penyaluran udara

dari kompresor dan sebuah sistem kontrol pneumatik.

Page 25: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

3. Unit Penggerak (Aktuator)

Karakeristik penampilan silinder dapat ditentukan secara teori atau

dengan data-data dari pabriknya.

a. Penentuan Ukuran Silinder

Penentuan ukuran diameter torak pada silinder pneumatik

secara teoritis dirumuskan sebagai berikut :

(Sugihartono, 1985: 93)

b. Kebutuhan Udara

Untuk menyiapkan dan untuk mengetaui biaya pengadaan

energi terlebih dahulu harus diketahui konsumsi udara pada system.

Pada tekanan kerja, diameter piston dan langkah tertentu, konsumsi

udara dihitung sebagai berikut:

Kebutuhan udara = perbandingan kompresi x luas penampang

piston x panjang langkah

kPa 101,3

operasitekanan 101,3Kompresian Perbanding

+=

terhitunggaya dari 20%-3 diambil ) N (gesekan R) cm (rak tengah togaris d

) Pa ( kerja tekanan p

) N efektif torak gaya F : dimana

4.

p. F2

====

−= Rdπ

Page 26: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Rumus-rumus untuk menghitung pemakaian udara

1) Untuk silinder penggerak tunggal dapat dihitung:

enit)i (liter/man kompresperbandingDnhQ ⋅⋅⋅⋅= 2785,0

2) Untuk silinder penggerak ganda:

( ) ( ){ }kompresianperbandingndDhDhQ 785,0785,0 222 ⋅⋅−⋅+⋅=

di mana : Q = Volume udara (liter/menit)

h = panjang langkah (cm)

n = banyak langkah setiap menit

(Sugihartono, 1985: 101)

c. Gaya Piston

Gaya piston yang dihasilkan silinder bergantung pada tekanan

udara, diameter silinder, dan tahanan gesekan dari komponen perapat.

Gaya piston secara teoritis dihiting menurut rumus berikut:

(Patient Peter. Pickup Roy. dan Powell Norman, 1985: 49)

d. Aktuator

Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai

menjadi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh

system kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol

melalui elemen kontrol terakhir.

(Pa) kerjatekanan )(m dipakai yangpiston Luas

(N) ritispiston teo gaya

2

==

=×=

P

A

F

PAF

Page 27: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 2. Simbol Diagram Tabung Gerak Ganda

Aktuator pneumatik gerak lurus dibagi menjadi 2 jenis yaitu:

1) Silinder Kerja Ganda (Double-Acting Cylinder)

Silinder penggerak ganda digunakan terutama apabila

torak diperlukan untuk melakukan kerja bukan hanya pada

gerakan maju, tetapi juga pada gerakan mundur. Dengan

memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston,

sisi yang lain terbuka ke atmosfer. Untuk gaya kerja dua arah,

gerakan piston kembali masuk juga diberikan oleh udara yang

bertekanan yang diberikan pada sisi yang lain. Dua saluran ini

berfungsi sebagai saluran masukan sekaligus juga sebagai saluran

pembuangan.

Silinder kerja ganda mempunyai keuntungan yaitu bisa

dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini

memungkinkan pemasangan lebih fleksibel. Gaya yang diberikan

pada batang piston adalah lebih besar untuk gerakan keluar

daripada gerakan masuk. Karena efektif permukaan piston

dikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang

piston.

Page 28: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 4. Simbol Katup 5 Lubang Tekanan Bolak-balik

2) Silinder Kerja Tunggal (Single-Acting Cylinder)

Silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal

yang dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Dengan

memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston,

sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa

memberikan gaya kerja ke satu arah. Gerakan piston kembali

masuk diberikan oleh gaya pegas yang ada di dalam silinder

direncanakan hanya untuk mengembalikan silinder pada posisi

awal dengan alasan kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa

beban.

Gambar 3. Simbol Diagram Tabung Gerak Tunggal

4. Katup 5 Lubang Tekanan Bolak-balik

Katup 5 lubang tekanan bolak-balik atau double pressure operated

5 port valve dijalankan tidak secara mekanisme seperti tuas atau tombol

melainkan melalui isyarat angin atau air signal, seperti ditunjukkan pada

gambar 4.

13

4

5

1

1

2

Page 29: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 5. Dua Posisi Katup 5 Lubang

Isyarat pada lubang 1 2 Isyarat pada lubang 1 4

Di dalam katup bolak-balik ini terdapat sebuah spool yang bisa

bergerak ke dua arah, tergantung dari isyarat angin yang diberikan. Spool

ini bergerak seperti torak dalam tabung gerak ganda. Lubang penerima

isyarat angin biasa ditandai dengan label 1 2 dan 1 4. Simbol-simbol

dalam gambar 5, memperlihatkan dua posisi katup dua lubang dengan

tekanan bolak-balik.

Pada posisi pertama, isyarat angin diberikan pada lubang berlabel 1

2. Akibatnya, udara mampat masuk ke dalam katup melalui lubang 1 dan

keluar melalui lubang 2. Dalam posisi kedua isyarat angin diberikan pada

lubang 1 4. Akibatnya, udara mampat masuk ke dalam katup melalui

lubang 1 dan keluar melalui lubang 4.

5. Katup Pengontrol Aliran

Katup pengontrol aliran merupakan katup yang mengendalikan aliran

udara kempaan yang melewatinya. Katup pengontrol aliran mempengaruhi

volume aliran udara bertekanan pada dua arah. Jika pada katup kontrol aliran

ini dipasang pula katup satu arah, maka kecepatan hanya dipengaruhi hanya

Page 30: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

pada satu arah. Katup bisa dipasang sebagai katup penutup dalam rangkaian

atau dipasang langsung pada saluran silinder.

6. Selenoid

Untuk mengendalikan suatu sistem pneumatik bisa dilakukan dengan

kendali listrik. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya katup

elektropneumatik yang disebut katup selenoid atau sering hanya disebut

selenoid saja. Selenoid terdiri atas sebuah kumparan kawat yang bila dialiri

listrik akan menghasilkan suatu medan magnet di sekelilingnya. Jika sebuah

armatur dari besi diletakkan dalam daerah medan magnet kumparan, maka

armatur tersebut akan tertarik ke arah kumparan. Gerakan armatur besi inilah

yang menjadi dasar beroperasinya katup selenoid. Skema diagram selenoid

adalah seperti gambar berikut.

Gambar 7. Skema Diagram Selenoid

Gambar 6. Simbol Katup Pengontrol Volume Aliran

Page 31: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Pada banyak aplikasi pneumatis, selenoid ini lebih banyak dipakai

dibanding komponen pneumatis. Selenoid menjadi pilihan dalam aplikasi

sistem pneumatis karena memiliki keunggulan-keunggulan (Patient, 1985:

59):

a. Jangkauan pengiriman isyarat listrik lebih jauh dibanding dengan

jangkauan isyarat pneumatik.

b. Isyarat listrik lebih cepat bereaksi daripada isyarat pneumatik.

c. Energi yang digunakan unruk isyarat pengendalian dengan listrik

lebih kecil dibanding jika digunakan isyarat pneumatik.

d. Isyarat listrik dan elektronik lebih efisien dibanding isyarat

pneumatik.

e. Komponen-komponen yang digunakan dalam isyarat pengendalian

dengan listrik dan elektronik lebih murah dan lebih hemat ruangan

dibanding komponen-komponen pneumatik.

Pemilihan selenoid, didasarkan atas besarnya tegangan kerja dari

kumparannya. Tegangan kerja yang dipergunakan oleh kumparan selenoid

adalah: 12 Volt, 24 Volt, 50 Volt, 110 Volt, 240 Volt dan 440 Volt. Untuk

lebih amannya disarankan untuk memilih selenoid dengan tegangan kerja yang

kecil.

7. Katup 3/2

Untuk menghindari gaya gerakan yang besar dan gerakan berulang-

ulang pada silinder pneumatik, katup pengarah yang dikontrol secara mekanik

Page 32: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

harus dilengkapi dengan katup pemandu. Katup pemandu menghasilkan

isyarat angin untuk menjalankan katup pengontrol. Seperti contoh katup tuas

set/reset 3/2 (gambar 8). apabila tuas ditekan atau diset maka isayarat angin

masuk melalui lubang 1 dan keluar melalui lubang 2 selanjutnya diteruskan ke

katup pengontrol yang dapat mengoperasikan tabung. Lubang pembuangan

pada no 3 apabila direset dan gerakan torak pada tabung berhenti.

Gambar 8. Katup Tuas Set/Reset 3 Lubang

8. Limit Switch

Saklar batas atau limit switch (LS) merupakan saklar yang dapat

dioperasikan secara otomatis maupun nonotomatis. Limit switch yang bekerja

secara otomatis adalah jenis limit switch yang tidak mempertahankan kontak

sedangkan limit switch yang bekerja nonotomatis adalah limit switch yang

mempertahankan kontak (Sumantri Oman 1993 : 34). Kontak-kontak dalam

limit switch seperti kontak-kontak terdapat pada tombol tekan, yaitu

mempunyai kontak Normally Open (NO) dan kontak normally close (NC).

Page 33: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 9. Kontak Limit Switch

Limit switch yang tidak mempertahankan kontak akan bekerja apabila

ada benda yng menekan rollernya, sehingga kedudukan kontak NO menjadi

NC dan kontak NC menjadi NO. Jika benda sudah diangkat, roller dari limit

switch ke posisi semula, demikian pula kedudukan kontak-kontaknya.

9. Catu Daya

Catu daya merupakan sumber energi listrik arus searah (DC). Pada

rangkaian catu daya digunakan transformator penurun tegangan. Dari jala-jala

listrik bolak-balik (AC) 110/220 Volt, 50 Hz dapat diturunkan menurut

kebutuhan alat pemakai. Dan komponen dioda digunakan untuk penyearah

gelombang baik penyearah setengah gelombang maupun penyearah

gelombang penuh, hal ini disesuaikan dengan jumlah dioda. Serta komponen

kapasitor digunakan sebagai penapis tegangan.

Gambar 10. Skema Catu Daya Penyearah Gelombang Penuh

NO NC

1 1 0 /2 2 0 V o lt5 0 H z

T

C T

D 1

D 2

C

2 4 V

R

Page 34: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Metode Pengumpulan Data

Untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan dalam proses

pembuatan skripsi, penulis melaksanakan kegiatan observasi lapangan.

Kegiatan ini dimaksudkan agar penulis memperoleh data-data dan cara kerja

mesin secara nyata dan akurat serta mencatat hal-hal penting guna melengkapi

data sebagai bahan acuan perancangan alat peraga maupun dalam pembuatan

laporan.

Di samping itu penulis juga mencari dan mengumpulkan berbagai

literature ataupun buku-buku sebagai bahan acuan landasan teori, guna

melengkapi dan memperkuat teori-teori yang berhubungan dengan pembuatan

serta pembahasan skripsi ini, sehingga hal-hal yang ditulis ataupun

diungkapkan dalam skripsi ini mempunyai sumber yang dapat

dipertanggungjawabkan.

Untuk memperjelas alur skripsi dan membantu pemecahan masalah

mengenai proses perancangan alat peraga sampai dalam penyelesaian

pembuatan laporan skripsi ini, penulis membutuhkan pengetahuan, wawasan,

dan arahan, serta bimbingan oleh dosen pembimbing yang berkompeten

dibidangnya.

Page 35: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

B. Tempat Dan Waktu Penelitian

Tempat pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik

Kontrol Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang, dan waktu

pelaksanaan dimulai pada bulan Agustus 2004 sampai dengan Desember

2004.

C. Prosedur Penelitian

Dalam merancang model peraga mesin pengampelas kayu perlu dipilih

beberapa kemungkinan pilihan yang dapat dilakukan dalam rangka

mewujudkan pembuatan model yang disesuaikan dengan kriteria desain yang

diinginkan.

Untuk itu penelitian dilaksanakan dalam bentuk rancang

bangun/pengembangan media pembelajaran mahasiswa dengan komponen

utama berupa peralatan pneumatik. Perencanaan hingga realisasi alat

mencakup langkah-langkah: spesifikasi masalah, analisis masalah, alternatip

pemecahan masalah, pemilihan pemecahan masalah, pelaksanaan pekerjaan

proyek serta langkah pengujian dan evaluasi. Penentuan tahapan penelitian ini

dimaksudkan agar dalam proses pelaksanaannya dapat tersusun secara

terencana dan sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan serta mempercepat

proses pemecahan masalah atau hambatan di dalam pelaksanaan penelitian.

Page 36: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Unit-unit aplikasi sistem pneumatis tersebut dibuat berdasar urutan

langkah/tahap-tahap pembuatan alat sesuai dengan diagram alir sebagai

berikut:

Gambar 11. Diagram Alir Tahapan Pembuatan alat

Gambar 11. Diagram Alir Tahapan Pembuatan alat

Rancang Bangun MesinPengampelas Kayu Berbasis

Pneumatik

Batasan Atau Spesifikasi MasalahRumusan mengenai tujuan atau kebutuhan yang harus dipenuhi

Analisis Permasalahan

Pengumpulan data yang berkaitan dengan masalah yang harus dipecahkan, analisis

masalah, riset dan penelitian semua kemungkinan pengembangan yang ada

PELAKSANAANPembuatan prototip berdasar proses perencanaan dan perancangan disertai struktur

penunjang dan perangkat keras lain yang dibutuhkan

Pilihan Pemecahan Masalah1. Dengan pneumatik2. Kombinasi pneumatik, elektrik

dan mekanik

AdaMasalah

UJI COBA DAN EVALUASIUji coba perangkat keras yang sudah dibuat dengan modifikasi sesuai keperluan.

Dilakukan evaluasi fungsi alat dan ditulis laporannya

AdaPerbaikan

Selesai (Realisasi Alat)

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Page 37: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Pada tahap awal perancangan adalah menentukan kebutuhan (need).

Beberapa kriteria desain rangkaian kontrol yang diinginkan untuk mencapai

tujuan perancangan secara umum dilelompokkan menjadi dua, yaitu :

• Kriteria “must”, yaitu kriteria yang harus dipenuhi dalam perancangan.

• Kriteria“wish”, yaitu kriteria yang diharapkan ada pada hasil perancangan.

Pada perancangan ini kriteria desain rangkaian yang harus dan

diharapkan dapat dipenuhi adalah sebagai berikut :

• Kriteria yang harus dipenuhi yaitu :

1. Model rangkaian ini menggunakan tekanan udara maksimal 10 bar

sesuai dengan label yang tercantum dalam tabung pneumatik.

2. Model rangkaian ini mampu mengampelas kayu (10 cm x 10 cm x

1,5 cm).

3. Tidak memerlukan operator khusus dalam menjalankan model.

4. Dapat dipergunakan sebagai modul pembelajaran untuk praktek

maupun teori mahasiswa.

• Kriteria yang diharapkan ada pada hasil rancangan, yaitu :

1. Mudah dalam perawatan dan perbaikannya.

2. Model rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian full

pneumatik dengan penggerak manual maupun elektrik.

3. Memudahkan mahasiswa dalam memahami dan mengerti

mengenai beberapa modul komponen pneumatik.

Page 38: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

D. Alternatif Desain Rangkaian

Alteranatif desain rangkaian ini meliputi kegiatan membandingkan

konsep perancangan rangkaian komponen pneumatik pada mesin pengampelas

kayu.

1. Alternatif Desain Rangkaian I

Mekanisme kerja rangkaian dalam alternatif desain I adalah sebagai

berikut :

Gambar 12. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik I

1

2

3

4

5

1

3

2

1

3

2

1

1

ka tup 5 lub a ng b o la k -ba lik

ka tup tua s3 lub a ng

ka tup 3 lub a ng b e rod a

ta b ung g e ra k g anda

p e ng a tur a lira n

II I

2 4

Page 39: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Apabila katup tuas 3 lubang di ON – kan udara mampat mengalir dari

lubang 1 (katup 5 lubang) ke lubang 4 sehingga totak bergerak kearah positif

sampai menyentuh katup pemandu 2(katup 3 lubang beroda), katup ini

menyebabkan torak kembali ke posisi negatif karena udara mengalir dari

lubang 1 ke lubang 2. Keadaan ini berlangsung secara terus-menerus sampai

katup tuas 3 lubang direset/dioff-kan.

2. Alternatif Desain Rangkaian II

Mekanisme kerja rangkaian dalam alternatif desain II adalah sebagai

berikut :

Gambar 13. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik II

Dan Rangkaian Kontrol Elektrik

24

315

1

2

3

p e n g a t u r a l i r a n

l im it e d s w it c ht a b u n g g e r a k g a n d a

k a t u p s e le n o id 5 lu b a n gt e k a n a n b o la k - b a l ik

k a t u p t u a s 3 lu b a n g

S V 2S V 1

L S 1

L S 2

+ 24 VDC

SV1 SV2

LS1 LS2S

Page 40: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Apabila tombol ON di tekan maka selenoid valve (SV 1) bekerja,

udara bertekanan mengalir menuju ke silinder penggerak ganda sisi belakang

akibatnya torak bergerak maju. Bila torak sampai pada tempat di mana limit

switch ditempelkan, maka kontak NO pada limit switch menutup

mengakibatkan selenoid valve 2 bekerja. Aliran udara katup berpindah ke

bagian depan silinder, akibatnya torak bergerak ke belakang (mundur) sampai

menyentuh limit switch. Kontak NO limit switch mengaktifkan SV 1 sehingga

torak bergerak maju dan begitu seterusnya. Bila katup manual kita tutup maka

torak akan berhenti.

3. Alternatif Desain Rangkaian III

Mekanisme kerja rangkaian dalam alternatif desain III adalah sebagai

berikut :

Apabila pada posisi ON SV1 akan bekerja, sehingga udara bertekanan

akan mengalir ke sisi belakang tabung melalui lubang 4 pada katup 5/2.

akibatnya torak akan bergerak maju. Bila torak sampai pada tempat di mana

limit switch ditempelkan, maka kontak NO pada limit switch menutup

mengakibatkan selenoid valve 2 bekerja. Aliran udara katup berpindah ke

bagian depan silinder melalui lubang 2 pada katup 5/2, akibatnya torak

bergerak ke belakang (mundur) sampai menyentuh limit switch. Kontak NO

limit switch mengaktifkan SV 1 sehingga torak bergerak maju dan begitu

seterusnya. Bila katup manual kita tutup maka torak akan berhenti.

Page 41: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Gambar 14. Desain Rangkaian Kontrol Pneumatik III

E. Penilaian Dan Pemilihan Alternatif Rangkaian Yang Direncanakan

Mekanisme-mekanisme diatas kemudian dievaluasi, dimana pada

tahap ini penyusun meminta petunjuk dan pertimbangan dari bapak dan ibu

dosen mengenai mekanisme kerja rangkaian diatas serta survei komponen

pneumatik, yang menitik beratkan pada desain rangkaian yang mampu

melakukan kerja secara cepat dan presisi, disamping itu dapat dipakai untuk

sarana modul pembelajaran mahasiswa khususnya di bidang kontrol

pneumatik.

24

pengatur aliran

limited switch

tabung gerak ganda

1 3

4

5

1 121 2

3

3

12

+ 24 VDC

+ 24 VDC

katup selenoid3 lubang

katup selenoid3 lubang

SV 1SV 2

Page 42: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Tabel 1.Kriteria Bobot Penilaian Alternatif Desain

Desain I Desain II Desain IIINo Pembanding Bobot

(B) Nilai(N)

NxB Nilai NxB Nilai NxB

1 Harga (terjangkau) 25% 3 0,75 4 1,00 3 0,75

2 Keefektifan (modul) 20% 3 0,60 3 0,60 4 0,80

3 Pengoperasian 15% 3 0,45 3 0,45 3 0,45

4 Kehandalan 15% 3 0,45 3 0,45 3 0,45

5 Keamanan 15% 3 0,45 3 0,45 3 0,45

6 Kontruksi rangkaian 10% 3 0,30 4 0,40 3 0,30

Total nilai dengan bobot 100% 18 3,00 20 3,35 19 3,05

Keterangan nilai :

4 = sangat baik 2 = cukup3 = baik 1 = kurang

Adapun pengertian masing-masing bobot nilai pembanding :

1. Harga memiliki bobot 25 %, merupakan pertimbangan pertama pada

suatu mesin, dimana komponen pneumatik ini memiliki harga yang relatif

mahal. Semakin banyak komponen yang dibutuhkan maka semakin mahal

harganya.

2. Efisiensi memiliki bobot 20 %, merupakan keefektifan dalam modul

media pembelajaran, semakin banyak modul komponen pneumatik,

sehingga mahasiswa bisa lebih banyak mengerti dan memahami mengenai

spesifikasi dan karakteristik dari komponen pneumatik itu sendiri.

3. Pengoperasian memiliki bobot 15 %, karena efektif tidaknya dalam

melakukan suatu gerakan pengampelasan.

Page 43: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

4. Kehandalan memiliki bobot 15 %, mampu melakukan gerakan

pengampelasan kayu seperti yang diinginkan.

5. Keamanan memiliki bobot 15 %, berperan dalam keselamatan kerja

pemakai.

6. Kontruksi rangkaian bobot 10 %, karena semakin sedikit komponen

maka semakin mudah kontruksinya.

Dari hasil evaluasi penyusun ternyata alternatif II memperoleh nilai

paling tinggi menurut kriteria yang diperbandingkan dan selanjutnya

rangkaian kontrol pada gambar 12 dipilih sebagai rangkaian yang akan

dipakai.

F. Bahan

Bahan penelitian adalah berbagai jenis peralatan pneumatis dan bahan

pembuatan unit meliputi:

1. Perangkat pneumatik meliputi: tabung atau silinder kerja ganda, katup 5/2

dobel selenoid, katup tuas 3/2 set/reset, 2 limit switch, air service unit,

kompresor, neple 6mm, selang 6mm secukupnya

2. Akrilik/formika

3. Multiplek

4. Besi siku

5. Elektroda

6. Stacker bus

7. Kabel PVC

Page 44: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

G. Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yang dibutuhkan dalam

realisasi unit-unit pneumatisnya adalah:

1. Gergaji besi (gergaji kayu)

2. Pemotong besi

3. Bor listrik

4. Mesin las listrik

5. Solder listrik + timah solder

6. Multi meter

7. Tool-set/tool-kit

8. Peralatan kerja bangku (tang, kikir, ragum, dll)

Page 45: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB IV

PERENCANAAN ALAT

A. Alat Pengampelas Kayu

Pada perusahaan kayu atau industri meubel, alat pengampelas kayu

atau lazim disebut mesin sanding digunakan sebagai penghalus bahan.

Beberapa model atau kontruksi mesin pengampelas yang dipakai pada indusri

meubel, perusahaan kayu (pabrik kayu) dan industri rumah tangga disesuaikan

dengan kapasitas kebutuhan serta struktur bentuk bahan yang akan diampelas.

Untuk itu dalam penelitian ini pembandingan dilakukan pada

model/kontruksi :

1. Mesin Pabrik (Mesin Industri)

Gambar 15. Model (Kontruksi) Mesin Pengampelas Pada Pabrik Kayu

Page 46: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Model (kontruksi) mesin pengampelas pada pabrik atau industri kayu

sangat rumit dan menggunakan peralatan/komponen yang memiliki tingkat

presisi cukup tinggi sehingga biaya pembuatan maupun harga dari mesin ini

sangat tinggi. Oleh karenanya diperlukan operator khusus dalam menjalankan

mesin maupun dalam perawatannya. Pada umumnya mesin pengampelas kayu

yang dipakai pada perusahaan kayu dan industri meubel menggunakan tenaga

penggerak motor listrik sedangkan komponen pneumatik digunakan sebagai

alat penekan sanding belt, seperti dalam gambar 15.

2. Alat Yang Direncanakan

Model peraga yang menjadi objek penelitian merupakan sebuah model

yang memperagakan suatu proses produksi pada proses pengampelasan kayu

dengan sistem pneumatik. Dalam merancang model peraga tersebut

direncanakan diameter silinder yang digunakan dan tekanan kerja yang

dioperasikan serta perencanaan desain.

Model peraga tersebut menggunakan satu buah silinder kerja ganda,

modul katup tuas tiga lubang, modul katup doble selenoid 5/2 dan komponen

pendukung seperti satu mekanisme penjepit objek yang akan diampelas, satu

mekanisme balok pengampelas, dan satu mekanisme penyangga silinder kerja

ganda serta komponen mekanik lainnya.

Keunggulan modul mesin pengampelas kayu dibandingkan dengan

mesin pabrik/industri yaitu :

♦ Biaya pembuatan relatif lebih kecil.

Page 47: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

♦ Perawatannya mudah.

♦ Tidak memerlukan operator khusus.

♦ Jumlah komponen yang digunakan relatif sedikit.

♦ Komponen yang digunakan merupakan barang bekas pakai yang

masih dapat berfungsi dengan baik.

♦ Pemasangan ampelas lebih mudah dilakukan.

B. Diameter Silinder

Dalam model peraga silinder kerja ganda berfungsi sebagai penggerak

gerakan linier balok pengampelas. Pada penelitian ini silinder yang digunakan

harus mampu menggerakkan balok pengampelas dengan massa 0,5 Kg dan

tekanan yang dibutuhkan minimal 6 bar.

Diketahui :

Volume balok pengampelas = 2x80x100 = 16000 mm3 = 0,16 . 10-4 m3

Massa jenis kayu = 1000 kg/m3

Massa balok pengampelas = 1000 kg/m3 x 0,16 . 10-4 m3 = 0,016 kg

Koefisien gesek statik kayu pada besi = 0,4-0,6

(S.Timoshenko, D.H.Young : 1956 : 47)

N

fs

F

W

Page 48: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Jadi diameter torak :

Dari pengukuran di atas didapat ukuran diameter torak. Karena tidak

terjangkaunya harga dan sulit didapat untuk diameter torak yang dibutuhkan

NF

NF

NF

fF

fF

Fx

NsmKgN

gmN

WN

WN

Fy

s

s

s

096,016,0.6,0

.

00

16,0/10.016,0

.

00

2

====

=−=Σ

==

==

=−=Σ

µ

mmd

md

d

d

d

dA

mA

mNN

A

PRF

A

RPAF

mNBarP

NNR

NF

14,1

10.14,1

10.13,0

10.13,04.14,3

10.1,0

4.

10.1,0

10.60096,0096,0

.

10.66

10.6,9096,0%.10

096,0

3

5

52

25

2

25

25

25

3

==

=

=

=

=

=

+=

+=

−===

==

=

π

Page 49: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

seperti di atas, maka dipilih silinder dengan diameter torak 12 mm. Untuk

panjang langkah pada silinder diambil sesuai dengan kebutuhan pada

perencanaan alat.

C. Catu Daya 24 VDC

Dalam desain rangkaian pneumatik ini dibutuhkan catu daya sebagai

sumber tegangan DC. Desain catu daya disesuaiakan dengan kebutuhan alat

atau komponen yang dipakai. Pada penelitian ini dibutuhkan tegangan 24 volt

DC untuk menggerakkan selenoid valve dan limit switch. Maka desain catu

daya yang digunakan haruslah dapat mengeluarkan tegangan output 24 volt

DC. Untuk itu perancangannya menggunakan trasformator penurun tegangan

25 Volt AC/3A dengan Center Tap (CT), sebagai penyearah digunakan

penyearah gelombang penuh dan kapasitor sebagai penapis tegangan. Untuk

memperkuat daya keluaran diperlukan transistor daya (2N3055). Agar

menghasilkan tegangan keluaran tetap 24 volt DC dipasang IC regulator 7824,

seperti terlihat pada gambar 14.

Gambar 16. Skema Rangkaian Catu Daya

IC7824

+

-

24 V0

220

110CT

T

3A

100 u50 V

6800 u50 V

D2

D1

2200 u35 V

2N3055

++

+

Page 50: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

D. Modul Katup Selenoid 5/2

1. Bahan :

a. Pneumatik : valve 5/2 dobel selenoid 24 VDC FESTO type MSFG,

neple 6 mm (5 buah)

b. Modul : akrilik ukuran 32,5 x 19,5 cm, banana plug (stacker bus) 4

buah, dan kabel PVC secukupnya

2. Peralatan : mesin bor, gergaji, ampelas, penggaris siku

3. Gambar Kerja

4. Urutan Kerja :

a. Mempelajari gambar kerja

b. Mempersiapkan benda kerja

c. Memotong lembaran akrilik dengan ukuran 32,5 x 19,5 cm

d. Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas

e. Memberikan tanda untuk lubang pengeboran dengan spidol

f. Membuat lubang pengeboran sebesar φ 6mm sebanyak 4 buah untuk

terminal (stacker bus) dan φ 6mm untuk dudukan pneumatik

sebanyak 2 buah

32,5 cm

19,5

cm

Ø 6mm

Ø 6mm

Gambar 17. Desain Modul Katup Selenoid 5/2

Page 51: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

g. Menghaluskan semua permukaan hasil bor dan permukaan yang

masih tajam

h. Memasang komponen

E. Modul Katup Tuas 3/2

1. Bahan :

a. Pneumatik : katup tuas 3/2 SMC, neple 6mm (3 buah)

b. Modul : akrilik ukuran 15 x 19,5 cm

2. Peralatan : mesin bor , gergaji, ampelas, penggaris siku

3. Gambar Kerja

4. Urutan Kerja :

a. Mempelajari gambar kerja

b. Mempersiapkan benda kerja

c. Memotong lembaran akrilik dengan ukuran 15 x 19,5 cm

d. Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas

e. Membuat lubang pengeboran sebesar φ 4mm sebanyak 2 buah untuk

dudukan pneumatik

15 cm

19

,5 c

m

Ø 4m m

Gambar 18. Desain Modul Katup Tuas 3/2

Page 52: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

f. Menghaluskan semua permukaan hasil bor dan permukaan yang

masih tajam

g. Memasang komponen

F. Modul Terminal Sumber Catu Daya

1. Bahan : akrilik ukuran 12,5 x 19,5 cm, banana plug 4 buah

2. Peralatan : gergaji, ampelas, mesin bor, penggaris siku

3. Gambar Kerja

4. Urutan Kerja :

a. Mempelajari gambar kerja

b. Mempersiapkan benda kerja

c. Memotong lembaran akrilik dengan ukuran 12,5 x 19,5 cm

d. Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas

e. Membuat lubang pengeboran sebesar φ 6mm sebanyak 4 buah untuk

terminal (stacker bus)

f. Menghaluskan semua permukaan hasil bor dan permukaan yang

masih tajam

g. Memasang komponen

1 2 ,5 c m

19

,5 c

m

Ø 6 m m

Gambar 19. Desain Modul Terminal Sumber Catu Daya

Page 53: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

G. Komponen Pendukung

1. Meja Landasan

a. Bahan : besi siku 3x3, multiplek 9mm ukuran 100x60x70 cm,

elektoda

b. Peralatan : mesin bor, las listrik, pemotong besi, gergaji besi dan

kayu, kikir, gerenda, penggaris, spidol

c. Gambar Kerja

d. Urutan Kerja :

¬ Mempelajari gambar kerja

¬ Mempersiapkan benda kerja

37 cm

70 cm

100 cm

60 cm

76 cm

20 cm

Gambar 20. Desain Meja Landasan

Page 54: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

¬ Memotong lembaran multiplek dengan ukuran 100x60x70 cm

¬ Memotong batangan besi siku dengan ukuran 100x60x70 cm

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas

¬ Membuat lubang pengeboran sebesar φ 6 sebanyak 12 buah

¬ Menghaluskan semua permukaan hasil bor dan permukaan yang

masih kasar

¬ Memasang kerangka

2. Tiang Penyangga Tabung Pneumatik

a. Bahan : - Besi ulir φ 2,44 cm ; P = 39 cm

- 2 mur baut φ 2,5 cm

- Besi batang 17x20x390 mm

- Plat besi 6x125x150 mm

b. Peralatan : las listrik, pemotong pelat, bor listrik, gerinda, peralatan

kerja bangku (gergaji besi, penggaris, ragum, kikir batang)

c. Gambar Kerja

39 cm

15 cm

12 ,5 cm

Ø 2 ,4cm

Gambar 21. Desain Tiang Penyangga Tabung Pneumatik

Page 55: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

d. Urutan Kerja

¬ Mempelajari gambar kerja

¬ Mempersiapkan benda kerja

¬ Persiapkan besi ulir φ 2,44 cm ; P = 39 cm dan mur φ 2,5 cm

¬ Memotong besi batangan dengan ukuran 17x20x390 mm

¬ Memotong besi plat dengan ukuran 6x125x150 mm

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan gerinda/kikir

¬ Membuat lubang pengeboran sebesar φ 4mm sebanyak 4 buah

¬ Menyatukan besi ulir dan besi batang pada plat yang telah

dipotong dengan las seperti bentuk pada gambar

¬ Menghaluskan semua permukaan hasil bor dan permukaan yang

masih tajam

3. Alat Penjepit Objek Yang Diampelas

a. Bahan : kayu papan 4x20x30 cm, ulir φ 6mm;P = 50cm, ulir φ 4mm;

P = 25 cm, besi siku 5x50x450 mm, dan kanal aluminium 1x2x45 cm,

2 mur φ 6mm

b. Peralatan : bor listrik, las listrik, pemotong besi, gerinda, ampelas,

peralatan kerja bangku (gergaji kayu, kikir bulat dan batang,

penggaris,ragum, tatah, palu )

Page 56: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

c. Gambar Kerja

d. Urutan Kerja :

¬ Mempelajari gambar kerja

¬ Mempersiapkan benda kerja

¬ Persiapkan besi ulir φ 6 mm ; P = 50 cm dan ulir φ 4 mm; P = 25

cm

¬ Memotong kayu papan dengan ukuran 4x20x30 cm

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas

¬ Memotong besi siku dengan ukuran 5x50x450 mm

¬ Memotong kanal aluminium 1x2x45 cm

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan gerinda/kikir

¬ Membuat lubang pengeboran sebesar φ 4mm pada kayu papan

secara horisontal

¬ Menyatukan besi siku dan kanal aluminium yang telah dipotong

sesuai ukuran seperti bentuk pada gambar (berfungsi sebagai rel)

30 cm

4 cm 20 cm

Gambar 22. Desain Alat Penjepit Objek

Page 57: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

¬ Menyatukan mur baut dengan penyangga mur yang berfungsi

sebagai tempat batangan ulir φ 6 mm sehingga papan kayu dapat

digerakkan seperti bentuk pada gambar

¬ Masukkan batangan ulir φ 4 mm di lubang horizontal pada papan

kayu yang diatur sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi

sebagai tempat penjepit objek yang diampelas

4. Balok Pengampelas

a. Bahan : batangan besi, kanal aluminium 1 x 2 cm, plat besi 2x80x100

mm

b. Peralatan : bor listrik, las listrik, peralatan kerja bangku, gerinda,

ampelas (kikir batang, gergaji besi, ragum, penggaris)

c. Gambar Kerja

d. Urutan Kerja :

¬ Mempelajari gambar kerja

¬ Mempersiapkan benda kerja

11

cm

10 c m

8 c m

Gambar 23. Desain Balok Pengampelas

Page 58: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

¬ Memotong batangan besi dengan panjang 11cm, yang dibentuk

sedemikian rupa sesuai dengan kontruksi

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan gerinda/kikir

¬ Memotong besi plat dengan ukuran 2x80x100 mm

¬ Memotong kanal aluminium 1x2x8 cm

¬ Menghaluskan permukaan pada tepi dengan ampelas/kikir

¬ Membuat lubang pengeboran sebesar φ 4mm pada kayu papan

secara horisontal

¬ Menyatukan plat besi dengan batangan besi yang telah dipotong

sesuai ukuran (dilas)

¬ Menyatukan 2 baut dan plat besi dengan dilas yang ditempatkan

sedemikian rupa sebagai tempat kanal aluminium untuk penjepit

ampelas

¬ Masukkan kanal aluminium pada baut yang diatur sedemikian

rupa sehingga dapat berfungsi sebagai tempat penjepit ampelas

kemudian pasang pengunci pada baut

5. Box Catu Daya

a. Bahan : multiplek 9 mm, lem kayu, mata bor 6mm, cat kayu dan paku

reng

b. Peralatan : gergaji kayu, palu, penggaris siku, bor listrik, ampelas,

kuas 2”

Page 59: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

c. Gambar Kerja :

Gambar 24. Desain Box Catu Daya

d. Urutan Kerja :

¬ Mempelajari gambar kerja

¬ Mempersiapkan benda kerja

¬ Memotong multiplek 9 mm dengan ukuran p = 21 cm (2x), l = 18

cm (2x), dan t = 10 cm (2x).

¬ Menghaluskan semua sisi yang telah dipotong dengan ampelas

¬ Membuat lubang pada sisi panjang sebanyak 5 lubang dengan

diameter 6mm

¬ Menyambung semua bagian sisi dengan lem kayu dan dikuatkan

dengan paku reng

¬ Diamkan beberapa saat hingga lem kayu mongering

¬ Cat box yang sudah jadi kemudian keringkan

21 cm

10 c

m

18 cm

Page 60: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

H. Realisasi Desain

Gambar 25. Realisasi Desain Alat Peraga

Keterangan gambar :

1. Tabung gerak ganda2. Modul katup tuas 3/23. Modul katup 5/2 dobel selenoid4. Modul terminal catu daya5. Catu daya 24 VDC6. Penyangga tabung pneumatik7. Limit switch8. Alat penjepit objek9. Balok pengampelas10. Meja landasan11. Rel tempat modul

51

2 3 4 67

10

811

9

Page 61: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB V

HASIL UJI COBA DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Uji Coba

Pada percobaan I model peraga mesin pengampelas kayu dengan

menggunakan ampelas tipe P150 dengan tekanan (bar) yang sama pada waktu

yang sama pula tetapi dengan jenis kayu berbeda didapatkan hasil bahwa

tingkat kehalusan bahan selain ditentukan jenis ampelas yang digunakan juga

kualitas serat dari bahan itu sendiri. Semakin lunak serat yang terkandung

dalam bahan maka semakin mudah bahan tersebut diampelas, dan sebaliknya

semakin keras/kasar serat yang terkandung dalam bahan maka semakin sukar

bahan tersebut diampelas. Hal ini dapat dilihat pada lampiran 9 tabel 2, yang

mana banyaknya pengampelasan yang paling sedikit menunjukkan bahwa

bahan tersebut berserat paling lunak dan sebaliknya jumlah pengampelasan

yang paling banyak menunjukkan bahwa bahan tersebut berserat paling

kasar/keras.

Pada percobaan II model peraga mesin pengampelas kayu dengan

menggunakan ampelas dengan tipe yang berbeda pada tekanan bar yang sama

pada waktu yang sama pula didapatkan hasil bahwa tipe ampelas yang

memiliki ukuran paling kecil dalam tabel P 150 (lihat lampiran 9 tabel 3 )

dapat mempercepat kehalusan bahan daripada tipe bahan yang memliki ukuran

lebih besar..

Page 62: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Pada percobaan III model peraga mesin pengampelas kayu dengan

pengujian tekanan aktuator. Pada percobaan ini didapatkan hasil bahwa

tekanan keluar aktuator lebih besar daripada tekanan masuk aktuator. Lihat

pada lampiran 9 tabel 4.

B. Pembahasan

Dari data yang diperoleh dapat dibuat analisa sebagai berikut ;

1. Tingkat kehalusan pada objek yang diampelas bergantung pada jenis

ampelas yang dipakai dan besarnya tekanan (Bar) yang digunakan pada

waktu pengampelasan serta kualitas serat yang terkandung dalam bahan.

2. Semakin besar tekanan yang digunakan maka waktu yang dibutuhkan

aktuaktor untuk bergerak semakin kecil.

3. Tekanan keluar aktuator lebih besar daripada tekanan masuk aktuator, hal

ini karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston oleh

luas permukaan batang piston.

4. Semakin besar tekanan maka semakin cepat pula gerakan linear yang

ditimbulkan.

5. Kecepatan silinder pneumatik bergantung pada beban, tekanan kerja,

diameter dalam, panjang saluran, katup kontrol arah dan ukuran katup

kontrol arah yang digunakan.

Page 63: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

BAB VI

PENUTUP

A. Simpulan

Setelah melakuan uji coba terhadap model mesin pengampelas kayu dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Sesuai karakterisitk system, tekanan udara yang cocok digunakan pada

waktu pengujian model peraga adalah 4, 5, dan 6 bar.

2. Modul mesin pengampelas kayu dan alat mekanik pendukung dapat

bekerja dengan baik, tetapi :

a. penentuan tingkat ketebalan bahan tidak dapat disetel.

b. penentuan tingkat kehalusan bahan atau objek yang diampelas

berdasarkan tipe ampelas yang dipakai.

c. gerakan x dan y pada alat penjepit bahan masih secara manual.

3. Untuk mendapatkan kinerja aktuator yang sesuai dalam pengampelasan

dibutuhkan tekanan udara minimal 4 bar (400 kPa).

4. Katup 5/2 dobel selenoid pada modul mesin pengampelas kayu diperlukan

sebagai pengontrol langkah maju dan langkah mundur tabung pneumatik.

5. Gerakan bolak-balik secara otomatis pada batang torak tabung pneumatik

diperoleh dengan menggunakan peralatan listrik yaitu limit switch yang

berfungsi mengontrol katup selenoid, dan untuk menghentikan serta

menggerakkan kembali gerakan bolak-balik diperlukan katup pemandu

(katup tuas 3/2) sebagai pengganti sakelar.

Page 64: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

6. Penentuan kecepatan batang torak silinder pneumatik pada modul mesin

pengampelas kayu diperoleh dengan menggunakan speed control sebagai

pengatur volume aliran udara mampat.

7. Kecepatan silinder pneumatik bergantung pada beban, tekanan kerja,

diameter dalam, panjang saluran, katup kontrol arah dan ukuran katup

kontrol arah yang digunakan.

B. Saran

1. Sebaiknya modul alat peraga ini digunakan untuk mengampelas kayu

dengan bidang datar dan serat lunak serta ukurannya tidak lebih dari 12

cm2, hal ini disesuaikan dengan alat penjepit bahan dan panjang langkah

batang torak tabung pneumatik.

2. Pada alat penjepit bahan perlu ditambah rangkaian pneumatik yang lain

agar menghasilkan otomasi gerakan x dan y.

3. Untuk menghasilkan ketebalan bahan yang diampelas sesuai dengan

keinginan maka pada tiang penyangga tabung pneumatik perlu ditambah

alat penentu ketebalan bahan.

4. Komponen pneumatik sebaiknya dirawat secara berkala agar tetap bekerja

dengan baik bila digunakan.

5. Hindari penggunaan saluran udara (selang) yang terlalu panjang, sebab hal

ini akan mempengaruhi kapasitas atau kebutuhan udara pada tabung

pneumatik.

6. Periksa kondisi komponen sebelum dirangkai ke dalam sistem pneumatik.

Page 65: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

7. Apabila terjadi kesalahan pada rangkaian yang menggerakkan model

sebaiknya periksa posisi katup yang digunakan pada rangkaian.

8. Usahakan dudukan silinder dan katup kokoh dan tidak bergoyang.

Page 66: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

DAFTAR PUSTAKA

Patient Peter. Pickup Roy. dan Powell Norman. 1985. Pengantar Ilmu TeknikPneumatika, PT. Gramedia: Jakarta.

Sisjono. 1997. Sistem Kontrol Pneumatik. PPGT: Bandung.

Unit Produksi Jurusan Listrik (BLPT Semarang). 2002. Petunjuk PenggunaanTrainer Elektro Pneumatik Tingkat Dasar. BLPT: Semarang.

Krist Thomas. 1993. Dasar-Dasar Pneumatik. Erlangga: Jakarta.

Sugihartono. 1985. Dasar-Dasar Kontrol Pnematik. Tarsito: Bandung.

Sumantri Oman. 1993. Sistem Pengontrolan Motor Di Industri. Depdikbud:Jakarta.

Tim Penyusun Kamus Pusat Bahasa. 1991. Kamus Besar Bahasa Indonesia.Balai Pustaka: Jakarta.

Timoshenko. S dan Young. D.H. 1987. Mekanika Teknik. Erlangga: Jakarta.

Latuheru. 1988. Media Pembelajaran. Depdikbud: Jakarta.

Tim Penyusun Kamus Pusat Bahasa. 1990. Kamus Besar Bahasa Indonesia.Balai Pustaka: Jakarta

Page 67: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 1

Foto Katup 5/2 Dobel Selenoid

Page 68: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 2

Foto Katup 3/2 Set/Reset

Page 69: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 3

Foto Catu Daya 24 Volt Dalam Box

Page 70: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 4

Foto Alat Penjepit Objek

Page 71: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 5

Foto Limited Switch Dan Tabung Pneumatik

Limited Switch

Tabung Pneumatik

Page 72: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 6

Foto Realisasi Modul Alat Peraga

Page 73: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 7

Prinsip Kerja Dan Langkah Kerja Penggunaan Modul Mesin Pengampelas

Kayu Berbasis Pneumatik

Gambar Rangkaian Kontrol Pneumatik Dan Rangkaian Kontrol Elektrik

Prinsip Kerja

Apabila tombol ON di tekan maka selenoid valve (SV 1) bekerja,

udara bertekanan mengalir menuju ke silinder penggerak ganda sisi belakang

akibatnya torak bergerak maju. Bila torak sampai pada tempat di mana limit

switch ditempelkan, maka kontak NO pada limit switch menutup

mengakibatkan selenoid valve 2 bekerja. Aliran udara katup berpindah ke

bagian depan silinder, akibatnya torak bergerak ke belakang (mundur) sampai

menyentuh limit switch. Kontak NO limit switch mengaktifkan SV 1 sehingga

torak bergerak maju dan begitu seterusnya. Bila katup manual kita tutup maka

torak akan berhenti.

24

315

1

2

3

p e n g a t u r a l i r a n

l im it e d s w it c ht a b u n g g e r a k g a n d a

k a t u p s e le n o id 5 lu b a n gt e k a n a n b o la k - b a l ik

k a t u p t u a s 3 lu b a n g

S V 2S V 1

L S 1

L S 2

+ 24 VDC

SV1 SV2

LS1 LS2S

Page 74: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Langkah Kerja

1. Persiapkan alat dan bahan kerja seperti selang dan jamper sesuaikan dengan

penggunaannya serta Air Service Unit

2. Pelajari gambar modul alat peraga sebelum dirangkai

3. Pasang kabel jamper dan selang sesuai dengan petunjuk gambar

4. Hidupkan kompresor hingga sampai pada batas tekanan maksimum

5. Sambungkan selang kompresor ke Air Service Unit

6. Atur tekanan udara pada Air Service Unit sesuai dengan tekanan (Bar) yang

dibutuhkan alat peraga (Min. = 4 Bar/58 Psi)

7. Periksa kembali rangkaian sebelum alat peraga dioperasikan, jika kurang

mantap tanyakan kepada dosen/asisten dosen

8. Pasang ampelas pada balok pengampelas

9. Letakkan kayu yang akan diampelas pada alat penjepit objek

10. Atur posisi tabung pneumatik dengan merubah posisi mur pada tiang

penyangga, sehingga balok pengampelas menempel pada permukaan bidang

kayu/objek

11. Buka keran selang pada kompresor dan Air Service Unit

12. Tekan tombol ON pada catu daya, setelah itu tarik tuas katup3/2 di posisi

SET. Jika pemasangan rangakaian betul maka torak pengampelas pada tabung

pneumatik akan bergerak dan melakukan gerakan pengampelasan

13. Untuk mengatur kecepatan torak pengampelas gunakan speed control yang

terpasang pada tabung pneumatik

14. Untuk menggerakkan objek yang diampelas ke samping kanan/kiri cukup

dengan memutar tuas pada alat penjepit objek

15. Untuk menghentikan gerakan torak cukup menarik tuas katup 3/2 pada posisi

RESET

16. Apabila telah selesai matikan catu daya dan tutup keran pada kompresor dan

Air Service Unit

17. Cabut/lepaskan selang dan jamper yang terpasang pada rangkaian, lalu rapikan

18. Kembalikan alat dan bahan pada tempatnya

Page 75: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Lampiran 8

REKAPITULASI BIAYA PEMBUATAN MODUL MESIN PENGAMPELASKAYU

BERBASIS PNEUMATIK

KOMPONEN PNEUMATIK + ELEKTRIKNO NAMA BARANG/ALAT SATUAN HARGA

1 Katup 5/2 Dobel Selenoid (Festo) 24 V 1 Rp 600,000.002 Tabung Pneumatik 1 Rp 225,000.003 Katup 3/2 1 Rp 125,000.004 Speed Control @ Rp 25000,- 2 Rp 50,000.005 Neple 1/9-6 @ Rp 8500,- 8 Rp 68,000.006 Limit Switch @ Rp 35000,- 2 Rp 70,000.007 Stecker Bus @ Rp 700,- 4 Set Rp 2,800.008 Akrilik 1 m2 Rp 50,000.00

Total Rp 1,190,800.00

MEJA LANDASANNO NAMA BARANG/ALAT SATUAN HARGA

1 Multipleks Rp 45,000.002 Besi Siku 30x3 (2 Batang) 12 m Rp 64,000.003 Besi Siku Berlubang 3 m Rp 17,500.004 Mur Baut 6 mm 20 Rp 8,000.005 Politur 1 Botol Rp 18,000.006 Kuas 2" 1 Rp 2,500.007 Elektroda 10 Rp 15,000.008 Rel Aluminium 2 m Rp 17,000.009Cat 1 Kg (Putih Abu-abu) 1 Rp 18,500.00

10Cat 1/4 Kg (Biru) 1 Rp 7,500.0011Plastik Steel 1 Rp 8,000.00

Total Rp 221,000.00

Page 76: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

CATU DAYA 24 VNO NAMA BARANG/ALAT SATUAN HARGA

1 BIG 3A CT 15 V 1 Rp 22,500.002 IC 7824 + Pendingin + Isilator 1 Rp 5,750.003 TR 2N3055 + Pendingin + Isolator 1 Rp 9,250.004 Elco 6800 uF / 35V 1 Rp 6,000.005 Elco 4700 uF / 35V 1 Rp 4,000.006 Elco 2200 uF / 35V 1 Rp 2,000.007 Saklar + Lamp. 1 Rp 1,250.008 PCB PC 255 1 Rp 1,300.009 Kabel Serabut 2m Rp 700.00

10Dioda 4A 2 Rp 4,000.00Total Rp 56,750.00

MEKANIKNO NAMA BARANG/ALAT SATUAN HARGA

1 Besi Ulir ( d = 2.44 cm ) 1 Rp 8,000.002 Besi Ulir ( d = 6 mm ) 1 Rp 3,500.003 Besi Ulir ( d = 4 mm ) 1 Rp 2,000.004 Baut ( d = 2.5 cm ) @ Rp.1000 2 Rp 2,000.005 Kayu Papan tebal = 4 cm 1 m2 Rp 40,000.006 Besi Siku 5x50 mm 1 m Rp 8,500.007 Kanal Aluminium 1x2 cm 1 m Rp 14,500.008 Besi Batang 1 m Rp 7,500.009 Plat Besi Tebal 6 mm 1 m2 Rp 7,500.00

10 Wing Nut @ Rp.1500 3 Rp 4,500.00Total Rp 98,000.00

Lampiran 9

Page 77: Skripsi Modul Rancang Bangun Mesin Pengampelas Kayu

Tabel 2Data Pengujian Jenis Kayu Yang Berbeda

Banyaknya Pengampelasan (n)No JenisKayu

P(Bar)

Waktu(s) Uji I Uji II Uji III

1 Sengon 62 62 622 Nangka 100 100 1003 Jati 112 112 1124 Damar Laut 98 98 985 Nyatoh 90 90 906 Pelampean 70 70 707 Malapi

4 30

84 84 84

Tabel 3Data Pengujian Tingkat Kehalusan Untuk Beberapa Jenis Ampelas

Tingkat kehalusanNo TipeAmpelas

P(Bar)

Waktu(s) Uji I II III

1 P 600 Kurang halus Kurang halus Kurang halus2 P 400 Cukup halus Cukup halus Cukup halus3 P 150

4 30Halus Halus Halus

Tabel 4Data Pengujian Tekanan Pada Aktuator

Tekanan masuk aktuator (Bar) Tekanan keluar aktuator (Bar)No Psumb.

(Bar) Uji I Uji II Uji III Rata-rata

Uji I Uji II Uji III Rata-rata

1 4 3,10 3,10 3,10 3,10 3,45 3,45 3,45 3,452 5 4,50 4,50 4,50 4,50 4,83 4,83 4,83 4,833 6 5,52 5,52 5,52 5,52 5,90 5,90 5,90 5,90