BAB III PERANCANGAN SISTEM ATAP LOUVRE OTOMATIS 3.1 Perencanaan Alat Bab ini akan menjelaskan tentang pembuatan model sistem buka-tutup atap louvre otomatis, yaitu mengenai konstruksi atau rangka utama dan sistem buka-tutup otomatisnya. Tujuan dari pembuatan model ini adalah untuk memberi gambaran umum tentang sistem dan kinerja dari atap otomatis yang sebenarnya. Dengan melihat model sistem buka-tutup atap otomatis ini maka akan lebih mudah untuk dipahami bagianbagian utama serta bagian pendukungnya. 3.1.1 Alat-Alat Yang Dibutuhkan Dalam Pembuatan Buka-Tutup Atap Otomatis Sebelum diadakan pembuatan mekanik buka-tutup atap louvre otomatis, terlebih dahulu diadakan perencanaan yang berupa perancangan gambar dari dasar kerangka atap louvre otomatis. Bahan atap louvre otomatis adalah besi siku yang digunakan untuk pembuatan kerangka utama, dan alat-alat yang digunakan adalah : a. Las Listrik : Dalam pembuatan atap louvre otomatis ini las listrik digunakan untuk menyambung besi yang satu dengan yang lain, untuk mendapatkan bentuk seperti yang diinginkan. Las listrik ini digunakan untuk membuat kerangka utama atap louvre. b. Mesin Pemotong Dan Gergaji :
Dalam proses pembuatan atap louvre otomatis ini mesin pemotong digunakan untuk memotong besi dengan ukuran besar, seperti besi siku dan besi plat. Sedangkan gergaji besi digunakan untuk memotong besi dengan ukuran kecil dan bahan lain seperti acrylic, poros, besi balok rongga. c. Gerinda : Dalam proses pembuatan atap louvre otomatis ini gerinda digunakan untuk menghaluskan hasil sambungan las, meratakan potongan besi dan menghaluskan acrylic. d. Mesin Bor dan Mata Bor : Dalam proses pembuatan atap louvre otomatis ini jenis mesin bor yang digunakan ada 2 macam yaitu bor duduk dan bor tangan. Bor tangan digunakan untuk pengerjaan yang tidak memerlukan kepresisian, sedangkan bor duduk digunakan untuk jenis pekerjaan yang memerlukan kepresisian yang tinggi. e. Tang dan Ragum : Dalam proses pembuatan atap louvre otomatis ini tang digunakan sebagai alat bantu untuk menjepit besi ketika akan dilas dan ragum digunakan untuk menjepit benda kerja. f. Penggaris dan Penggaris Siku : Dalam proses pembuatan atap louvre otomatis ini pengaris digunakan untuk mengukur, bahan secara horizontal, vertikal maupun diagonal. Sedangkan penggaris siku digunakan untuk pengerjaan yang membutuhkan kepresisian siku. g. Amplas Pembuatan model sistem buka-tutup atap otomatis ini menggunakan berbagai macam alat dan bahan, diantaranya adalah :
3.2 Perencanaan Komponen Atap Louvre Dalam perancangan atap louvre ini terdiri dari komponen komponen model atap louvre yang akan dibuat yaitu, kerangka utama, rangka dudukan motor, strip atap louvre, puli bergerigi. 3.2.1 Rangka Utama Rangka utama dari sistem buka tutup atap louvre ini merupakan satu kesatuan dari beberapa bagian rangka pendukung lainnya, seperti rangka dudukan motor dan rangka melekatnya atap louvre. Rangka ini dirancang untuk mampu menopang kerangka atap louvre beserta sistem penggeraknya dan juga sebagai model bangunan pada kasus yang sebenarnya. Pada pembuatan rangka ini bahan yang digunakan adalah besi siku ukuran 3 cm x 3 cm dan besi balok ukuran 3 cm x 3 cm. a. Besi Siku 3 cm Besi siku yang digunakan ini dirasa cukup kuat untuk membuat kerangka model atap louvre ini. Pada tahapan pembuatan kerangka utama ini memerlukan besi siku dengan panjang keseluruhan 4 meter. Karakteristik dari rangka yang direncanakan adalah : a. Panjang rangka utama 34 cm. b. Lebar rangka utama 30 cm. c. Tinggi bagian depan 49 cm. b. Tinggi bagian belakang 35 cm. Pada tahap pertama dalam pembuatan kerangka utama ini adalah penyambung dua besi siku yang panjangnya 34 cm dan dua besi siku dengan panjang 30 cm, hingga membentuk pola persegi panjang. Pada penyambungan ini dilakukan penyambungan permanen yaitu dengan cara mengelas sisi-sisi dari besi siku tersebut. Setelah membentuk pola yang diinginkan selanjutnya membuat kerangka kaki dari pola persegi panjang tersebut. Pada sisi depan pola tersebut disambung dua besi siku dengan panjang 35 cm, sedangkan pada
bagian belakangnya disambung dengan dua besi siku yang panjangnya 49 cm sehingga membentuk kaki kaki kerangka utama. Untuk penyambungan kakikaki ini harus mendapat perhatian yang serius karena fungsi-fungsi dari kakikaki pada kerangka utama ini sangat fital, yaitu sebagai penopang dari sistem keseluruhan atap louvre tersebut. Setelah penyambungan kaki-kaki rangka utama dirasa cukup kuat, maka selanjutnya membuat bagian dari atas kerangka utama. Bagian atasa kerangka utama haruslah memiliki derajat kemiringan yang tinggi, agar air yang jatuh diatasnya dapat langsung turun kebawah. Pembuatan bagian atas ini harus berbentuk sama dengan bagian bawah kerangka utama. Mula-mula sambung dua besi siku dengan panjang 36 cm dan dua besi siku dengan panjang 30 cm membentuk pola persegi panjang. Selanjutnya gabungkan pola atas tersebut dengan pola yang sudah dibuat sebelumnya. 36 49 35 30 34 Gambar 3.1 Kerangka Utama Tampak Depan Gambar 3.2 Perspektif Kerangka Utama
b. Besi Persegi 3 cm Besi persegi 3 cm digunakan untuk meletakkan strip-strip atap louvre. Besi yang digunakan panjangnya sesuai dengan panjang rangka atap yaitu 34 cm dengan jumlah dua buah yang diletakkan pada sisi kanan dan kiri rangka atap louvre maka perlu dilakukan penyambungan. Penyambungan yang dilakukan menggunakan mur baut yang sebelumnya dilakukan langkah pengeboran dengan mata bor berukuran 6 mm. Fungsi dari besi persegi ini sebenarnya adalah sebagai tempat penopang atap louvre. Agar poros strip atap louvre dapat melekat dengan kuat maka perlu dilakukan pengeboran pada besi persegi. Untuk pengeboran ini digunakan mata bor berukuran 3,5 mm. Pengeboran yang dilakukan berjumlah 7 buah dengan jarak bor 5 cm hal ini disesuaikan dengan jumlah strip atap louvre yang berjumlah 7 buah dengan lebar 5 cm. 3.2.2 Rangka Dudukan Motor Rangka dudukan motor ini berfungsi untuk meletakkan motor penggerak maupun penutup atap louvre. Rangka dudukan motor ini diletakkan di bagian sisi kiri dalam dan luar kanan rangka utama. Dalam pembuatan dudukan motor ini memerlukan bahan diantaranya : a. Besi Plat 3 cm Besi plat 3 cm ini dirasa cukup kuat sebagai rangka dudukan motor yang menopang motor penggerak. Pada pembuatan rangka dudukan motor ini sendiri memerlukan besi plat 3 cm, dengan panjang 55 cm yang kemudian dibagi 5 buah potongan. Dengan rincian sebagai berikut : a. 2 buah bagian berukuran 15 cm b. 2 buah berukuran 5 cm c. 1 buah bagian berukuran 15 cm
Cara pembuatannya adalah dengan menyambung 2 plat berukuran 15 cm dan 5 cm menjadi bentuk persegi panjang setelah terbentuk pola persegi panjang lalu sambungkan dengan plat berukuran 15 cm dibagian ujung depannya. Seperti membuat meja dengan 1 kaki. Setelah itu lalu lubangi kaki dudukan motor tersebut menggunakan mata bor berukuran 6 mm untuk tempat melekatnya mur baut kemudian pasang rangka rangka utama dengan menggunakan baut. 12 6 12 Gambar 3.3 Rangka Dudukan Motor Gambar 3.4 Rancangan Rangka Dudukan Motor b. Besi plat 4 cm Agar motor dapat berpijak dengan kuat ketika motor beroperasi maka diberikan sebuah plat. Sehingga motor dapat melekat pada dudukan motor dengan kuat dan tidak goyah. Plat yang digunakan adalah strip plat yang sudah dibentuk sesuai dengan pola motor. Pola yang dibuat berjumlah 2 buah yang terbagi menjadi pola atas dan pola bawah. Pola atas membentuk pola setengah lingkaran pada bagian tengahnya dan mendatar pada kedua sisinya. Sedangkan pola bawah membentuk pola lurus. Hal ini dikarenakan pada bagian bawah kerangka dudukan tidak terdapat benda sehingga hanya berbentuk pola lurus,
kedua pola ini akan disatukan dengan menggunakan mur dan baut yang sebelumnya telah dibor pada kedua sisinya. Gambar 3.5 Pegangan Motor 3.2.3 Gear box Bahan bahan yang digunakan dalam perancangan ini adalah : a. Acrylic b. Alat penekuk acrylic c. Lem acrylic Karena gear box atap louvre otomatis ini fungsinya hanya sebagai pelindung dari kotoran yang dapat mengganggu dari kinerja sistem puli bergerigi maka acrylic dirasa sebagai bahan yang pantas untuk pembuatan gear box ini. Selain karena sifatnya yang bening maka acrylic sering disebut sebagai bahan yang memiliki nilai estetika yang tinggi. Sebelum pembuatan gear box, lebih baiknya kita mengetahui karakteristik atau sifat dari bahan acrylic tersebut. Agar pada saat proses pengerjaannya dapat berjalan lebih baik, diantara sifat-sifat acrylic tersebut adalah : a. Mampu bentuk pada suhu 80 derajat C. b. Mudah pecah. c. Transparan.
Setelah mengetahui sifat sifat dari acrylic. Maka dilakukan proses perencanaan desain dan ukuran. Untuk gear box yang kami buat memiliki panjang 35 cm dan lebar 6 cm atau desainnya menyesuaikan dengan sistem puli bergerigi. Setelah merencanakan desain dan ukuran, gear box selanjutnya dilakukan proses pembuatan. Pada tahap pembuatan gear box ini adalah mengukur acrylic dengan panjang 11 cm dan lebar 6 cm lalu potong menggunakan gergaji besi. Pada pross ini perlu kesabaran dan ketelitian dikarnakan sifat acrylic sendiri yang mudah pecah. Selanjutnya dilakukan proses pembentukan menggunakan alat penekuk acrilyc membentuk pola tabung. Setelah itu pola direkatkan menggunakan acrylic lalu bagian atas tabung tersebut ditutup dengan acrylic yang sebelumnya telah disiapkan. Setelah terbentuk gear box maka dilakukan proses pemasangan pada rangka utama. Untuk meletakkan gear box pada rangka utama di mur dan dibaut. 35 6,5 6 Gambar 3.6 Rancangan Gear Box Gambar 3.7 Hasil Pembuatan Gear Box 3.3 Perencanaan Sistem Penggerak Ada beberapa bagian yang mendukung dari kinerja atap louvre otomatis, dan diantaranya adalah sebagai berikut: a. Motor penggerak
b. Strip atap louvre c. Puli bergerigi d. Sabuk gigi e. Rol 3.3.1 Motor Penggerak Dua motor penggerak pada atap louvre ini, baik motor penggerak pembuka maupun motor penggerak penutup sama sama menggunakan motor dengan daya 1/6 hp dengan tegangan 220 v dan memiliki putaran 3600 rpm. Perencanaan motor ini dirasa cukup pas dengan sistem penggerak atap louvre ini. Karena motor ini memiliki atap yang kecil memiliki putaran yang cukup besar dan beroperasi pada arus bolak balik. Sehingga motor ini tak perlu dilakukan banyak modifikasi untuk menjadi motor penggerak pada sistem buka tutup atap otomatis louvre ini 3.3.2 Rol Pada sistem buka tutup atap louvre otomatis ini, sabuk ditentukan oleh suatu elemen pendukung yaitu roller idler. Berdasarkan tempat idlernya dibedakan menjadi 2 macam yaitu idler atas dan idler bawah. Idler atas secara langsung menahan beban, sedangkan untuk idler bawah tidak menerima beban. 3.3.3 Sabuk Bergerigi Sabuk bergerigi dibagi menjadi 3 jenis yaitu sabuk rata, sabuk V dan sabuk gigi. Kelebihan diantara ketiganya adalah: 1. Sabuk rata khususnya transmisi gerakan seragam, juga untuk kecepatan, keliling tinggi, dan beban bantalan berat. 2. Sabuk gigi adalah sabuk yang digunakan untuk poros sejajar dan menyilang yang dimungkinkan pergerakan. 3. Sabuk V yaitu beban bantalan lebih kecil dari sabuk rata. 4. Satu poros dengan satu sabuk.
0,2 48 6 Gambar 3.8 Sabuk Bergerigi Beserta Dimensinya 3.3.4 Pemilihan Limit Switch Sakelar mikro adalah sakelar snap acting yang ditempatkan pada rumah kecil. Pada sakelar snap acting, seperti pada sakelar togel, penghubung yang aktual dari rangkaian yang terjadi pada kecepatan tertentu, tidak peduli pada gerakan mekanisme yang mengaktifkan bergerak dengan cepat atau lambat. Common Toggle NO NC
Gambar 3.9 Sistem Kerja Switch Ukuran yang kecil dan tuas pengoperasian yang bermacam-macam membuat sakelar mikro sangat bermanfaat sebagai sakelar limit. Sakelar itu dapat bekerja dengan tekanan yang kecil pada pengoperasian tuas yang memungkinkan sensitifitas yang besar. Limit switch adalah sebuah sakelar yang bekerja berdasarkan tekanan. Switch bekerja bila togle mengalami tekanan sehingga arus istrik mengalir. ( ref.1) Gambar 3.10 Switch 3.3.5 Pembuatan Puli Bergerigi Dalam perencanaan atap louvre ini kami tidak dapat menemukan puli bergerigi seperti yang kami inginkan baik ukuran maupun desainnya. Untuk mengatasi hal itu kami berinisiatif untuk membuat puli bergerigi dari bahan resin. Dewasa ini banyak barang-barang yang telah menggunakan resin sebagai bahan bakunya, seperti patung dari bahan resin, aksesoris, perangkat kendaraan dan lainlain. Untuk pembuatan barang dari bahan resin, terlebih dahulu harus membuat cetakan dari bahan yang diinginkan. Untuk membuat cetakan ini kita harus memiliki master barang yang ingin kita perbanyak jumlahnya. Diantara bahan untuk membuat cetakan ini adalah : a. Silicon Ruber b. Karton c. Master Puli
Cara pembuatannya adalah : Ambil karton secukupnya lalu letakkan master puli diatas kertas karton tersebut. Kemudian bungkus puli menggunakan karton dengan diberi celah kira-kira 5-10 mm, celah ini gunanya untuk memasukkan silicon rubber agar silicon ruber menutupi master puli. Untuk membuat cetakan maka siapkan silicon ruber dan tuang kedalam wadah yang bersih, ini berguna agar cetakan yang dihasilkan tidak terdapat rongga yang dapat menyebabkan hasil cetakan yang cacat. Setelah itu campur silicon ruber dengan pengeringnya secukupnya lalu aduk hingga merata. Selanjutnya tuang kedalam karton yang didalamnya diisi master puli. Untuk proses pengeringan cetakan ini memerlukan waktu kira-kira 1jam, tetapi hal ini bersifat kondisional tergantung dari jumlah pengering yang dicampurkan. Jika pengering yang dilarutkan berjumlah banyak maka proses pengeringan berlangsung cepat dan sebaliknya bila pengering yang dicampurkan dalam jumlah sedikit maka proses pengeringan berlangsung lamban. Setelah silicon ruber mengering balik cetakan dengan dilapisi karton lagi, tetapi diberi lubang pemasukan untuk memasukkan resin. Setelah pembuatan cetakan selesai maka selanjutnya adalah proses pengecoran pembuatan puli. Untuk proses ini bahan-bahan yang diperlukan adalah : a. Resin b. Pengering Resin \ Katalis c. Cobal Cara pembuatannya adalah : Aduk resin secukupnya dalam wadah yang bersih kemudian tuangkan pengering atau katalis dan cobal seperlunya lalu aduk sampai rata. Kemudian tuangkan kedalam cetakan dan tunggu hingga mengering.setelah kering lepaskan puli bergerigi dari cetakan.
2,8 1,6 Gambar 3.11 Hasil Bentuk Puli Bergerigi. Gambar 3.12 Rancangan Puli Bergerigi Gambar 3.13 Puli Bergerigi Perspektif Gambar 3. 14 Puli Bergerigi Tampak Samping 3.3.6 Pembuatan Strip Atap Louvre Strip atap louvre yang kami rencanakan terbuat dari bahan fiber, dengan panjang 23,5 cm dan lebar 5 cm. Strip atap louvre ini memiliki masing-masing 1 poros di sebelah kiri dan kanannya. Pada sistem buka tutup atap louvre ini memiliki 7 strip atap louvre yang tersusun berjejer menutupi bagian atas kerangka utama. Untuk membuat strip atap louvre ini memerlukan bahan-bahan sebagai berikut : a. Resin b. Pengering / Katalis c. Cobal d. Met e. Kaca f. Poros g. Kuas
Cara pembuatannya : Ambil kaca yang telah dipersiapkan dan letakkan pada tempat yang rata, kaca ini berfungsi agar strip atap louvre yang dihasilkan menjadi rata dan halus. Setelah itu siapkan campuran resin, katalis, cobal, dan met dalam satu wadah. Kemudian letakkan fiber diatas kaca lalu siram menggunakan campuran yang telah disiapkan sebelumnya dan ratakan menggunakan kuas. Setelah kering ulangi kembali hingga mendapatkan ketebalan yang diinginkan. Setelah mendapatkan ketebalan yang diharapkan lalu letakkan poros diatas lapisan fiber tersebut kemudian tutupi poros dengan fiber dan sirami menggunakan adonan resin hingga mendapat ketebalan yang sama dengan bagian bawahnya. 30 48 24,5 8 Gambar 3.15 Rancangan Strip Atap Louvre 3.4 Perakitan Setelah pembuatan bagian-bagian sistem atap louvre otomatis telah selesai, maka proses selanjutnya adalah merakit bagian-bagian atap louvre tersebut menjadi sebuah sistem yang beroperasi seperti yang direncanakan. Pada proses ini kami membaginya menjadi dua tahapan sistem perakitan, tahap pertama adalah tahapan perakitan sistem mekanik atap louvre otomatis dan yang kedua adalah perakitan sistem rangkaian daya atap louvre otomatis.
3.4.1 Perakitan Sistem Mekanik Sistem mekanik dari atap louvre otomatis ini merupakan bagian-bagian yang mendukung proses beroperasinya sistem atap louvre otomatis ini. Bagian- bagian dari sistem mekanik ini seperti rangkaian strip atap louvre, rangkaian puli bergerigi dan rangka utama. A. Perakitan Strip Atap Louvre Strip atap louvre yang dapat dipasang pada rangka berjumlah tujuh buah. Agar strip atap dapat bekerja secara simultan dan teroganisir maka strip atap Harus dijepit oleh besi persegi agar posisinya tidak berubah. Caranya adalah strip atap louvre disusun tumpang tindih dan masing-masing porosnya dimasukkan kedalam besi persigi yang sebelumnya telah dibor dengan ukuran poros terlebih dahulu. B. Perakitan Rangkaian Puli Bergerigi Dan Strip Atap Louvre Pada rangkaian puli bergerigi ini puli bergerigi melekat pada poros strip atap louvre. Proses awal perakitan ini adalah dengan melekatkan puli bergerigi pada poros strip atap louvre. Puli bergerigi yang digunakan berjumlah tujuh buah, lima buah poros melekatkan masing-masing satu buah puli bergerigi, sedangkan dua poros melekatkan masing-masing dua buah puli bergerigi. Puli bergerigi tambahan ini dimaksudkan untuk memindahkan daya yang berasal dari motor penggerak. Posisi dari dua buah puli bergerigi ini berada pada ujung rangkaian puli bergerigi. Setelah itu sabuk dililitkan disepanjang rangkaian puli bergerigi tersebut, agar sabuk tidak lepas sewaktu puli bergerigi berputar maka sabuk dililitkan dengan kencang dan ujung sabuk dilekatkan dengan ujung sabuk yang lain menggunakan lem alteco.
A 50 45 B 48 6 C D Gambar 3.16 Rancangan Rangkaian Puli Bergerigi Gambar 3.17 Bagian Rangkaian Puli Bergerigi Keterangan : A. Rol B. Besi siku C. Sabuk Bergerigi D. Puli Bergerigi C. Perakitan Rangka
Setelah perakitan rangkaian Puli Bergerigi dan strip atap louvre selesai maka proses selanjutnya adalah menyatukan rangkaian Puli Bergerigi dan strip atap louvre pada rangka utama. Mula-mula rangka utama diletakkan berdiri, lalu rangkaian puli bergerigi dan strip atap louvre yang telah menjadi satu diletakkan pada rangka utama. Kemudian proses selanjutnya adalah pemasangan rol, rol dipasang pada besi siku menggunakan mur dan baut. Rangka rol diletakkan didua sisi rangkaian Puli Bergerigi yaitu pada bagian atas dan bawah. Rol sendiri fungsinya adalah sebagai penekan sabuk agar sabuk dapat merekat pada Puli Bergerigi agar tidak terjadi slip antara sabuk dan puli bergerigi. Rol diletakkan diatas sabuk dan diantara Puli Bergerigi. Rol yang dipakai berjumlah dua belas buah yang yang terbagi menjadi dua buah bagian yaitu enam buah diatas dan enam buah dibawah. Setelah pemasangan rol selesai, kemudian bor besi siku tempat melekat rol hingga tembus pada rangka utama. Setelah itu lekatkan besi siku dan rangka utama menggunakan mur dan baut Setelah rangkaian Puli Bergerigi dan strip atap louvre telah terpasang maka proses selanjutnya adalah pemasangan rangka dudukan motor pada rangka utama. Rangka dudukan motor dipasang berjumlah dua buah, yang digunakan untuk melekatkan motor penggerak pembuka dan motor penggerak penutup. Setelah rangka dudukan motor terpasang maka motor diletakkan diatas rangka dudukan motor tersebut, dan direkatkan menggunakan rangka pemegang motor. Untuk bisa menyalurkan daya motor ke atap louvre maka poros motor diberi puli bergerigi dan ditransmisikan pada Puli strip atap louvre menggunakan sabuk bergerigi. Gear box dilekatkan pada bersi siku dengan menggunakan mur dan baut. 3.4.2 Perakitan Sistem Daya Perakitan sistem daya ini menggunakan kabel berdiameter 2 mm. Sebelum melakukan perakitan sistem daya ini proses yang harus dilakukan adalah memasang limit switch yang gunanya untuk memutus arus yang mengalir pada motor. Limit switch penutup dipasang pada rangka utama bagian depan sebelah kiri agar ketika atap louvre tertutup, atap louvre dapat menyetuh togel limit swicth dan memutus arus. Sedangkan limit switch pembuka dipasang dibagian kanan belakang rangka utama. Hal ini dirancang
agar ketika atap terbuka, strip atap louvre tersebut dapat menyentuh togel limit switch pembuka. Sehingga arus pada motor pembuka terputus. Setelah pemasangan limit swicth selesai maka proses selanjutnya adalah pemasangan sensor cahaya. Sensor cahaya ini dipasang dibagian atas belakang rangka utama. Sensor cahaya ini memiliki empat kabel output, yaitu kabel biru kecil, biru kuning, merah, dan hitam. Kabel merah merupakan sumber tengangan yang dihubungkan kabel steker (+). Sedangkan kabel hitam merupakan netral dan disambungkan pada kabel steker dan dua limit swicth (-). Kabel biru kecil merupakan arus keluaran pada sensor, dan disambungkan pada motor penggerak penutup (+) sehingga menggerakkan motor untuk menutup atap louvre. Sedangkan kabel (-) pada motor disambungkan pada limit switch penutup. Kabel kuning juga merupakan arus keluaran pad sensor, dan disambungkan pada motor penggerak pembuka (+), sedangkan kabel (-) pada motor disambungkan pada limit swicth pembuka. Gambar 3. 18 Atap Louvre Yang Dihasilkan