## PENGEMBANGAN ALAT PENDETEKSI KERUSAKAN BEARING RODA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO R3 DENGAN SENSOR GETARAN PIEZOELEKTRIK
Diky Meirico Kristanto, Imam Muda Nauri, Muhammad Ihwanudin Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Malang Jl. Semarang 5, Malang (65145) Email: diky.meirico1605136@students.um.ac.id
Abstrak. Perkembangan di dunia otomotif sekarang ini semakin lama semakin  berkembang dengan pesat. Para pemilik industri kendaraan saling memberikan kualitas kendaraan yang aman dan nyaman bagi para pengendaranya. Keselamatan  pengendara juga sangat perhatikan saat melakukan perjalanan., pada kendaraan terdapatkomponen yang diam dan bergerak yang akan dihubungkan dengan bantalan atau  sering  di  sebut bearing , bearing berfungsi  untuk  membatasi  gerak  relatif  antara  dua  atau  lebih komponen mesin agar selalu bergerak pada arah yang diinginkan. Salah  satu  yang  harus  dicermati pada  kondisi kendaraan  adalah  gejala  kerusakan pada bearing roda tersebut. Dalam perawatan dan pemeriksaan bearing kendaraan biasanya para mekanik hanya mengandalkan indra pendengaran yang mana dituntut kepekaannya dan membutuhkan waktu lama untuk menemukan bearing roda sisi man yang mengalami kerusakan. Seiiring perkembangan elektronika maka dikembangkannya mikrokontroler untuk  memaksimalkan  proses  pemeriksaan  pada bearing yang  mengalami  kerusakan,  mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino UNO R3 dan dikombinasikan dengan sensor getaran  piezeolektrik untuk pembacaan getaran yang dihasilkan pada bearing yang mengalami kerusakan
Kata Kunci. Bearing, Mikrokontroler Arduino UNO R3, Sensor getaran Piezoelektrik
Abstrac. The development in the automotive is now increasingly growing. The vehicle industry owners give each other qualified vehicles that are safe and comfortable for the rider. Safety of the driver is also very concerned for traveling. On the vehicle there are stationary and moving components that will be connected with bearing, bearings function to limit the relative motion between two or more engine components to always move in the desired direction. One that must be observed in vehicle is the symptoms of damage to the wheel bearings. In maintenance and inspection the vehicle bearings mechanics usually rely solely on the sense of hearing which requires sensitivity and requires a long time to find the man's side wheel bearings that are damaged. Along with the development of electronics, the development of a microcontroller to maximize the inspection process on bearings that have been damaged, the microcontroller used is Arduino UNO R3 and combined with a piezeolectric vibration sensor for reading the vibration produced on the bearing that has been damaged.
Keywords. Bearing, Arduino UNO R3 Microcontroller, Piezoelectric Vibration Sensor
Keselamatan    pengendara  juga  sangat perhatikan  saat  melakukan  perjalanan  yang dipengaruhi  oleh  kondisi  kendaraan dan jalan yang  telah  dilalui  kendaraan  tersebut.  Pada kendaraan terdapat dua komponen yang diam dan bergerak yang akan dihubungkan dengan bantalan atau sering di sebut bearing, bearing berfungsi untuk membatasi gerak relatif antara dua  atau  lebih  pada  komponen  mesin  agar selalu  bergerak  pada  arah  yang  diinginkan. Salah    satu    yang    harus    dicermati    pada kondisi kendaraan  adalah  gejala  kerusakan pada  bearing roda.  Perkembangan elektronika memungkinkan    dikemasnya    perangkat prosesor,  memori,    dan    input  atau  output (I/O)  dalam  satu integrated  circuit (IC)  yang
disebut sebagai mikrokontroler. Mikrokontroler  telah  luas diaplikasikan dalam berbagai perangkat mulai dari tekanan digital hingga  alat  pengontrol suhu  ruangan. Sistem pendeteksi  kerusakan    bearing    pada kendaraan    roda    empat  melalui    deteksi getaran  yang  dihasilkan  oleh putaran  roda. Sistem    ini    akan    memberikan  informasi kondisi  bearing  roda  secara  nyata yang akan dikirim sensor getaran, kemudian mikrokontroler digunakan
untuk mengumpulkan    dan  memproses  data  serta menghubungkan  sensor  getaran    dan  alat pemantauan    bearing    roda  kendaraan. Pemantauan  kondisi  bearing  dapat dilakukan dengan mendeteksi  getaran pada  roda. Pada perancangan  ini,  dilakukan  rancang  bangun

## JURNAL TEKNIK OTOMOTIF Kajian Keilmuan dan Pengajaran, Vol. 4, No. 2, Oktober 2020
sinyal getaran  dikirimkan  ke  mikrokontroler, yang kemudian ditampilkan pada LCD sebagai output untuk memberikan  notifikasi  kondisi bearing    roda    pada  keadaan  baik,  aman maupun buruk.

## METODE PENELITIAN
Pada  sistem  dalam  penelitian  tersebut diimplementasikaan  pada  kendaraan  roda  4 dengan  bagian  roda  belakang  kendaraan. Proses  dan  pengendalian  alat  dijalankan dengan mikrokontroler Arduino UNO R3 dan untuk pendeteksi getaran menggunakan sensor getaran piezoelektrik.
Prosedur  pada  penelitian  ini  termasuk pada penelitian pengembangan yang dikemukakan  oleh  Borg  dan  Gall  (1983) sebagai berikut:
1. Pengumpulan informasi
2. Perencanaan 3. Bentuk produk awal
4. Uji lapang awal
5. Revisi terhadap produk 6. Uji lapang utama 7. Revisi produk operasional
8. Uji lapang operasional
9. Revisi produk akhir 10.Desimilasi dan implementasi Pengumpulan informasi ini didapat dari
masalah yang  terjadi  saat  peneliti  melakukan Praktik  Industri  di  Astra  Daihatsu
Internasional Balikpapan. Kemudian mendapatkan  rekomendasi  untuk  merancang dan membuat alat sensor yang dapat mengukur kerusakan  bearing  roda  karena  untuk mempermudah  pekerjaan  mekanik dalam menganalisa  kerusakaan  bearing  pada kendaraan, karena pada bengkel tersebut tidak ada alat yang disebutkan sebelumnya. Pada perencanaan awal peniliti mencari beberapa  sensor  getaran  terlebih  karena dipasaran  banyak  sekali  yang  menjual  sensor getaran  tetapi  peniliti  mencari  sensor  yang mempunyai  sensitivitas  paling  tinggi  yaitu Piezoelektrik  yang  memiliki  sensitivitas  50 mv/g,  kemudian  membuat  konsep  kerja  alat yang akan dibuat.
Pada tahap ini peneliti merangkai semua komponen  yang  sudah  direncakan  dan dirangkai  sesuai  wiring  diagram  yang  dibuat dan  telah  dimasukan  coding  untuk  mencoba pengoperasiannya.
Gambar 1. Rancangan Alat Pendeteksi Kerusakan Bearing Roda Berbasis Mikrokontroler Arduino
Uno R3 Dengan Sensor Getaran Piezoelektrik
Pada tahap bentuk produk awal, peneliti mencoba menggunakan alat yang telah dibuat sebelumnya
dibuatkan mika untuk mempermudah  pengoperasian  pada  bearing kendaraan  dengan  cara  menempelkan  sensor getaran  Piezoelektrik  ke  rumah  bearing  yang paling mendekati sisi bearing agar getaran yang dihasilkan  maksimal  dan  lebih  akurat  untuk pembacaannya  saat  diterima  sensor  getaran Piezoelektrik.
Revisi  terhadap  produk  dilakukan  saat pembacaan  alat  getaran  tidak  sesuai  dengan batas  yang  di  tentukan.  Peneliti  kemudian menemukan  masalah  yaitu  sensor  harus dilekatkan  dan  tidak  boleh  tersentuh  oleh tangan.  Maka  dari  itu  peneliti  menggunakan selotip  untuk  menempelkan  sensor  pada rumah bearing  kendaraan yang akan diukur. Uji  lapang  utama  ini  dilakukan  dengan menempatkan  sensor  getaran  yang sudah dirangkai  ke  bidang  yang  diukur  yaitu  pada rumah  bearing  yang  memiliki  jarak  paling dekat  dengan  bearing  roda  pada  kendaraan dengan  menggunakan  bantuan  selotip  guna mendapatkan hasil pengukuran maksimal.

## Gambar 2. Hasil Revisi Produk
Revisi produk  operasional  adalah perbaikan  produk  tahap  selanjutnya  guna menyempurnakan  alat  yang  akan  dibuat  dan digunakan. Pada tahap ini peneliti hanya perlu membuat  manual  book  secara  singkat  untuk mempermudah  teknisi  atau  orang  lain  yang ingin  menggunakan  alat  tersebut  agar  tidak kesulitan.
Uji  lapang  operasional  adalah  uji  coba tahap  akhir  yang  dilakukan  pada  kendaraan guna  mendapatkan  hasil  pengukuran sebenarnya dari alat yang sudah dibuat. Pada  revisi  produk  akhir  tidak ditemukan  perbaikan  maka  dari  itu  peneiliti melanjutkan  pada  tahap  selanjutnya  guna menyelesaikan alat tersebut.
Pada tahap desiminasi dan implementasi peneliti tidak melanjutkan tahap ini, karena alat yang  dibuat  bukan  untuk  di  produksi  secara masal  dan  alat  masih  berupa  prototype sehingga  tahap  desiminasi  dan  implementasi dapat dilanjutkan oleh penelitian selanjutnya. Untuk  Perbandingan  produk  terbaru dan  terdahulu  maka  produk  yang  di  buat  ini sangat  berbeda  jauh  produk  sebelum  nya. Maka  penulis  akan  menjabarkan  nya  sebagai berikut : Produk Terdahulu - Tidak  ada  alat  untuk  menganilisa keruskaan bearing pada kendaraan - Menggunakan  Stetoskop  mirip  dengan dokter  hanya  saja  bentuknya  lebih panjang  dan  sedikit  berbeda  dari stetoskop dokter
- Memerlukan  kepekaan  pendengaran untuk menganalisa kerusakaan bearing Produk Terbaru - Dibuatnya alat pendeteksi getaran untuk menganilsa kerusakan bearing
- Tidak  perlu  menggunakan  kepekaan pendengaran  lagi  karena  hasil  akan langsung ditampilkan pada LCD
- Tidak perlu mengecek satu per satu ban karena  tanpa  adanya  pembongkaran hasil  sudah  keluar  sehingga  akan dilakukan  pembongkaran  pada  bearing yang rusak saja
- Alat dapat menggunakan catu daya dari aki atau baterai
- Fleksibel untuk dibawa kemanapun
Kelebihan
- Analisa  kerusakan  tidak  menggunakan kepekaan  pendengaran  melainkan menggunakan getaran
- Mempermudah  dan  mempercepat pekerjaan dalam menganalisa keruskaan bearing
- Alat  yang  fleksibel  dapat  digunakan dimana saja dan kapan saja
- Dapat  menggunakan  aki  atau  baterai dalam mengoperasiannya Kekurangan - Sensor akan berubah nilai keakuratannya jika tersentuh jari atau tangan.
- Pemasangan harus tepat mencari sisi luar rumah bearing yang sangat dekat dengan posisi bearing  yang berada di dalamnya.
- Harus  melihat  hasil  langsung  di  LCD belum bisa terkoneksi dengan Handphone.
- Terdapat nilai noise atau nilai yang tidak sesuai karena sensor merubah nilai listrik yang  masuk  ke  nilai  getaran  yang akan keluar.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  3 memiliki  tujuan untuk membedakan  seberapa  besar  nilai  amplitudo yang  di  hasilkan  pada  setiap  kondisi  bearing yang  sudah  dilakukan  pengujian,  maka  ada perbedaan grafik yaitu memiliki 3 garis dan 3 warna. Garis berwarna biru menunjukan hasil pengujian  amplitudo  getaran  bearing  dengan kondisi  baik,  garis  berwarna  merah menunjukan hasil pengujian frekuensi getaran bearing  dengan  kondisi  aman  dan  yang terakhir  adalah  garis  berawarna  hijau menunjukan hasil pengujian amplitudo getaran bearing dengan kondisi buruk.
Gambar 3. Grafik Nilai Amplitudo Getaran Setiap Bearing
Data  pengukuran  diambil  pada  detik ke 4 karena pada detik sebelumnya nilai yang dihasilkan  belum  stabil. Getaran  Mekanik adalah  getaran  bolak-balik  didalam  suatu interval  waktu  tertentu.  Semua  benda  yang memiliki  massa  dan  elastisitas  mampu bergetar. Pada bearing yang berputar memiliki getaran  mekanik  atau  yang  sering  disebut getaran bebas, karena getaran bebas ini akan bekerja  jika  dimulai  dengan  gaya  awal,  lalu dibiarkan  bergetar  secara  bebas.  Semakin tinggi  nilai  amplitudo  getaran  pada  bearing maka menyebabkan putaran tidak stabil pada roda  kendaraan  dikarenakan  kurangnya pelumasan  dan  sudah  mengalami  cacat  pada sisi  dari  bantalan  baik  bantalan  luar  maupun dalamnya.
Penilitian  ini  menggunakan  3  jenis bearing  yang  digunakan  dan  akan diklasifikasian. Menurut Setyawan, dkk (2018) ditentukan  berdasarkan  jarak  tempuh  yang sudah alami oleh bearing tersebut yaitu bearing dengan kondisi  baik  memiliki  jarak  tempuh (±0 - 700km), bearing kondisi aman (±800 – 10.000km)  dan  bearing  kondisi  buruk (±90.000 – 100.000km).  Untuk  melengkapi landasan  penelitian  selain  menentukan kerusakan  yang  dialami  oleh  bearing  yang diklasifikasikan  menjadi  3  jenis,  peneliti mencari  nilai  frekuensi  getaran  yang  akan keluar  dari  3  jenis  bearing.  Menurut  J.A. Apriansyah  (2017)  ada  beberapa  nilai amplitudo  getaran  yang  akan  keluar  yaitu  ± 1,05 mm/s – 2,24 mm/s untuk bearing dengan kondisi baik, ± 2,37 mm/s – 2,75 mm/s untuk bearing  dengan  kondisi  aman  dan  ±  3,23 mm/s – 3,85  mm/s  untuk  bearing  dengan kondisi buruk.
J.A.  Apriansyah  menentukan  klasifikasi frekuensi tersebut diambil dari nilai presentasi frekuensi  maksimal  yang menunjukan  bahwa tingkat  perubahan  yang  besar  pada  kondisi bantalan  cacat  terhadap  bantalan  baik  dan aman.  Atau  dengan  kata  lain  nilai  maksimal dari amplitudogetaran yang sudah didapatkan berasal dari pengukuran yang telah dilakukan menggunakan  Vibratormeter  dan  hasil pengukuran dijadikan sebagai patokan penulis untuk  membagi  beberapa  kriteria  kerusakaan bearing.

## PENUTUP Kesimpulan
Pada penelitian yang sudah dipaparkan diatas peneliti membuat kesimpulan yaitu pada penelitian ini dibuat untuk membantu proses analisa  keruskaan  bearing  yang  diaharapkan efisien  dan  akurat  dalam  pengukurannya. Penelitian ini menggunakan beberapa bearing sebagai  indikator  kerusakan  yaitu  kondisi bearing  baik,  aman  dan  buruk  yang menggunakan  acuan  jarak  yang  ditempuh bearing tersebut.
Untuk membaca getaran yang dihasilkan bearing dibutuhkan sensor getaran piezolektrik yang  dirangkai  sedemikian  rupa  dengan bantuan  mikrokontroler  arduino  sebagai prangkat  pemograman  dan  LCD  sebagai output  pengukuran  serta  dibantu  dengan pemograman perangkat lunak melalui aplikasi Arduino IDE.
Pada  hasil  penelitian  terlihat  jelas perubahan  nilai  amplitudo  getaran  yang dihasilakan oleh beberapa kondisi bearing. Pada hasil penelitian yang sudah dirubah dalam bentuk  grafik  terdapat  perubahan  nilai  pada setiap detiknya yang dikarenakan keausan dari bearing  yang  digunakan  karena  faktor pelumasannya  dan  juga  putaran  roda  yang tidak stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
Arif  Firdausi.  2013.  Mekanikan  Dan  Elemen Mesin.  Jakarta  :  Direktorat  Jenderal Peningkatan  Mutu  Pendidik  &  Tenaga Kependidikan.
Sugiyono. 2012. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif  dan  R&D.  Bandung:  Alfabeta, 297.
Suhaeb, S., Yasser, H,D. & Ridwansyah. 2017. Mikrokontroler  dan  Interface.  Makassar  : Universitas Negeri Makassar.
Mubarok,  I.  &  Taufikurahman  I.  2014. Piezoelektrik. Malang : Universitas Negeri Malang Mazidi,  Muhammad  Ali.  2011.  The Microcontroller  and  Embedded  System: Using Assembly and C. Pearson Education, inc: New Jersey

## J.A.  Apriansyah,  Dedi  Suryadi,  A.  Fauzan
Suryono. 2017. Kajian Eksperimental Cacat Pada Bantalan Berdasarkan Level Getaran. Bengkulu : Universitas Bengkulu
S.  Arif,  M.  Abdul,  N.  Irma.  2018.  Rancang Bangun Alat Pendeteksi Keruskaan Bearing pada Kendaraan Roda Empat Menggunakan  Metode  KKN  (K-Nearest
Neighbor).  Pontianak  :  Universitas Tanjungpura