IMPLEMENTASI KONTROL RPM UNTUK MENGHASILKAN PERUBAHAN RASIO SECARA OTOMATIS PADA ELECTRICAL CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION (ECVT)

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI KONTROL RPM UNTUK MENGHASILKAN PERUBAHAN RASIO SECARA OTOMATIS PADA ELECTRICAL CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION (ECVT) I Gede Hartawan DOSEN PEMBIMBING Dr. Ir. Bambang Sampurno, MT PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 LATAR BELAKANG Transmisi Otomatis CVT Transmisi Otomatis Konvensional 2

3 LATAR BELAKANG Variable-diameter pulley (VDP) CVT Hydraulic ENGINE Puli Primer Motor DC Fork Screw OUTPUT Puli Sekunder V-Belt Electrical Continuosly Variable Transmission (ECVT) Variable Transmission Toroidal 3

4 LATAR BELAKANG Widjokongko (2009) memperbaiki sistem CVT elektrik melalui analisa dan perancangan sistem kendali tertutup dengan mode elektrik pada CVT. Tetapi perubahan rasionya menggunakan potensiometer dengan putaran mesin konstan potensiometer Sistem elektrik pada CVT 4

5 LATAR BELAKANG Sistem kontrol RPM pada ECVT untuk merubah rasio secara otomatis Sensor putaran dengan rotary encoder dan optocoupler 5

6 RUMUSAN MASALAH Bagaimana merancang kontrol rpm untuk mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder sehingga mendapatkan perubahan rasio secara otomatis. Bagaimana mengidentifikasi pengaruh rpm dan pergerakan fork screw terhadap perubahan rasio aktual. Bagaimana memperoleh kinerja ECVT lebih baik. 6

7 TUJUAN PENELITIAN Untuk memperoleh rancangan kontrol rpm yang sesuai dalam mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder sehingga mendapatkan perubahan rasio secara otomatis. Untuk memperoleh data-data aktual ECVT berdasarkan implementasi. Untuk memperoleh kinerja ECVT yang lebih baik. 7

8 BATASAN MASALAH Pototipe ½ chasis menggunakan putaran mesin 1 silinder dengan daya 6.5 HP/4500 rpm dan 100 cc sebagai pengganti mesin kendaraan. Implementasi hanya pada pengendalian/kontroller pada penggerak Push Belt dengan mekanisme Fork Screw menggunakan kontrol rpm untuk merubah rasio ECVT secara otomatis. Jenis mekanisme pengatur rasio Electric Continuously Variabel Transmission adalah menggunakan push belt dengan mekanisme Fork Screw yang digerakkan oleh motor DC. Pengujian pada prototipe dilakukan pada putaran mesin rpm dan putaran pada puli primer rpm dengan slip pada puli mesin dan puli primer diabaikan. Analisa desain serta kekuatan rangka ECVT dan chasis kendaraan tidak dibahas dalam penelitian ini. Pengujian pada prototipe dilakukan tanpa beban dan pada jalan mendatar. 8

9 MANFAAT Mendapatkan rancangan rangkaian kontrol rpm yang sesuai dalam mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder, sehingga mendapatkan sistem rasio ECVT yang otomatis dan lebih optimal. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat menjadi referensi bagi peneliti lain dalam pengembangan ECVT. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat membantu masyarakat dalam mengetahui dan menganalisis prinsip kerja dari ECVT. 9

10 KAJIAN PUSTAKA Penelitian Sebelumnya Widjokongko (2009) Pada penelitian ini dirancang sistem CVT menggunakan sistem loop tertutup dengan menggunakan mode elektrik secara proporsional untuk mengendalikan actuator dalam mendorong Fork Screw. Penelitian mampu meningkatkan effisiensi ratio CVT menjadi % sehingga mampu mengurangi faktor slip. Herlambang (2010) Pada penelitian ini menggunakan sensor Strain Gauge sebagai sensor gaya untuk meningkatkan kinerja sistem CVT. Strain gauge yang dipasang untuk sensor gaya pada fork screw sistem CVT yang telah bekerja dan mewakili nilai Clamping force yang terjadi pada fork screw. Hasilnya ditunjukan berupa voltase Output akibat gaya pencekaman pada Sensor gaya push belt fork screw antara puli primer dan sekunder. 10

11 Diagram Alir Penelitian START Kajian Pustaka Observasi Rumusan Masalah Perencanaan sistem kontrol Rpm pada pengendalian rasio secara otomatis Pemilihan Komponen Pembuatan sistem kontrol RPM A B 11

12 Diagram Alir Penelitian A B Data Parameter pendukung (Xp. Xs, rasio ideal, putaran mesin) Pengujian padaprototipe Sesuai dengan yang diinginkan Tidak ya Pembuatan Laporan akhir FINISH 12

13 Sensor Optocoupler dan Rotary Encoder Sekarang Sebelumnya Sensor Optocoupler dan Rotary Encoder 13

14 Potensio Geser Sebelumnya 30 k ohm Sekarang 50 k ohm Potensio Geser 14

15 HASIL DAN PEMBAHASAN Blok Diagram Mikrokontroler Atmega 16 Set Point Xp, Xs dan Rasio Ideal a Kontroler 1 Xp & Xs Ideal VS Aktual Kontroler 2 Aktuator (Driver Motor) Motor DC Fork Screw Puli a Out Rpm puli primer Xp &Xs Aktual Gerakan Fork Srew Potensio Geser Rasio Aktual 15

16 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Grafik perbandingan rasio dengan gerakan Fork Screw Xp dan Xs pada ECVT Motor DC primer mengalami kendala mulai dari rasio 2,405 hingga rasio 2,120 dan rasio 1,439 hingga rasio 1,

17 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Grafik perbandingan antara RPM primer dengan RPM sekunder aktual ECVT Putaran maksimum pada puli primer hanya mencapai 2160 rpm pada rasio 0,

18 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil data Xp, Xs, RPMp, RPMs dan Rasio ideal pada ECVT RPM ENGINE RPM P RPM S DATA ANALOG (mm) DATA DIGITAL (BIT) XP XS XP XS RASIO

19 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil data Xp, Xs, RPMp, RPMs dan Rasio aktual pada ECVT RPM ENGINE RPM P RPM S DATA ANALOG (mm) DATA DIGITAL (BIT) XP XS XP XS RASIO ,005-16,908 2,9 397,1 2, ,421-15, , ,837-13, , ,328-12, ,2 567,1 1, ,809-11, ,5 1, ,830-8, ,6 681,3 1, ,116-7, ,0 749,3 1, ,418-6, , , ,082-4, ,5 813,0 1, ,114-4, ,2 863,6 1, ,838-3, ,1 915,7 0, ,070-1, , ,680 19

20 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Grafik perbandingan antara Rasio ideal dengan Rasio aktual untuk menghitung Effisiensi Rasio ECVT pada Putaran Maksimum. Simulasi LabVIEW (rasio 0, ,0000) Imlpementasi (rasio 0, ) Slip yang terjadi antara puli dengan belt sebesar 55,56% Efisiensi Rasio = 100% - 55,56% = 44,44% Grafik Ideal Grafik Aktual 20

21 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Grafik perbandingan antara RPM sekunder ideal dengan RPM sekunder aktual untuk menghitung Effisiensi Torsi ECVT pada Putaran Maksimum. Efisiensi Torsi ECVT pada putaran maksimum adalah 64,69% Grafik Ideal Grafik Aktual 21

22 KESIMPULAN 1. Implementasi Rancangan Sistem Kontrol RPM pada prototipe ECVT bekerja dengan baik, sehingga didapatkan hasil perubahan rasio ECVT secara otomatis sesuai dengan rpm pada mesin. 2. Data - data aktual hasil implementasi didapatkan melalui software LabVIEW berupa tampilan grafik pergerakan fork screw, RPMp dan RPMs untuk mengetahui perubahan rasio ECVT. 3. Hasil perbandingan antara antara simulasi LabVIEW dengan Impementasi pada prototipe ECVT diperoleh kinerja ECVT meliputi : Pada rasio 0,680 pada ECVT diperoleh efisiensi slip sebesar 55,56% dan efisiensi rasio sebesar 44,44%. Efisiensi torsi pada ECVT sebesar 64,69% 22

23 SARAN 1. Diperlukanya Kontrol PID pada program mikrokontroler untuk menggerakan motor DC lebih halus sesuai dengan RPM. 2. Diperlukannya perbaikan manufaktur pada konstruksi screw pendorong fork screw karena kuran presisi, sehingga mengakibatkan motor DC bekerja lebih keras dalam mendorong fork screw. 3. Harus dilakukan penggantian belt, karena belt sudah mengalami kemuluran sehingga selip pada ECVT besar. Penggantian belt harus dilakukan secara berkala sesuai pemakaian. 23

24 Pengujian Prototipe 24

25 Mohon Kritik Dan Saran Yang Membangun Tugas Akhir