## PERENCANAAN SISTEM PNEUMATIK SEBAGAI PENGGERAK PADA PINTU GERBONG KERETA
Jones Victor Tuapetel 1 , Rohdi Narwalutama 2
Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi Indonesia 1,2 jvictor.tuapetel@iti.ac.id 1 , rohdi.ntama@gmail.com 2
Submitted August 29, 2021; Revised March 16, 2022; Accepted April 3, 2022

## Abstrak
Sistem  pneumatik  merupakan  suatu  sistem  yang  digunakan  sebagai  sistem  otomasi  saat  ini  dengan menggunakan  udara  sebagai  penggeraknya.  Penggunaan  sistem  pneumatik  pada  perencanaan  ini bertujuan  untuk  digunakan  membuka  dan  menutup  pintu  dari  gerbong  kereta.  Untuk  mendapatkan rancangan  pneumatik  sesuai  dengan  yang  diinginkan,  maka  dibuat  suatu  perancangan  dan  simulasi dengan  menggunakan Festo  Fluid  Simulator .  Hasil  dari  perencanaan  rangkaian  sistem  pneumatik menghasilkan rangkaian sesuai dengan fungsinya. Berdasarkan dari perhitungan yang dilakukan pada gaya (1170.25 N) dengan kecepatan (0.22 m/s) menghasilkan (5.68 s) untuk membuka pintu dan pada gaya (1562.95 N) dengan kecepatan (0.25 m/s) menghasilkan (4.68 s) untuk menutup pintu. Simulasi pada Festo  Fluid  Simulator dengan  penambahan  katup one  way  valve (63%)  dengan  pengaruh pemasangannya  untuk menutup  pintu menghasilkan  kecepatan  (0.25 m/s)  dan  pengaruh  pemasangan one way valve (61%) untuk membuka menghasilkan kecepatan (0.21 m/s). Kata kunci: sistem pneumatik, pintu gerbong kereta, Festo Fluid Simulator

## Abstract
Pneumatic system is a system that is used as an automation system today by using air as its driver. The use of pneumatic systems in this planning aims to be used to open and close the doors of train cars. To get the pneumatic design as desired, a design and simulation is made using Festo Fluid Simulator. The result of the planning of a pneumatic system circuit produces a circuit according to its function. Based on calculations performed on force (1170.25 N) with speed (0.22 m/s) produced (5.68 s) to open the door and at force (1562.95 N) with speed (0.25 m/s) generated (4.68 s) to close the door. Simulation on Festo Fluid Simulator with the addition of one way valve (63%) with its mounting influence to close the door resulted in speed (0.25 m/s) and one way valve installation effect (61%) to open resulting in speed (0.21 m/s).
Keywords: pneumatic system, train carriage doors, Festo Fluid Simulator

## 1. PENDAHULUAN
Transportasi  merupakan  kebutuhan yang  sangat  vital  dalam  menunjang aktivitas sehari-hari. Dari sekian banyak  jenis  transportasi  yang  ada, transportasi daratlah yang paling sering digunakan  sebagai  penunjang  dalam melakukan  aktivitas.  Meningkatnya kebutuhan
masyarakat akan transportasi terutama pada penggunaan angkutan umum seperti kereta api yang menjadi salah satu pilihan masyarakat.
Kereta api dipilih dikarenakan memiliki berbagai keunggulan
diantaranya dari segi kenyamanan dan juga keamanan yang tersedia. Dalam perkembangannya  kereta  api  mengalami berbagai  macam  perubahan  seperti  mulai dari  kereta  uap  hingga  menjadi  kereta listrik.
Perkembangan  pada  kereta  api  juga  terjadi pada  sistem  yang  terdapat  pada  kereta  api, mulai  dari  menggunakan  sistem  yang manual  hingga  berubah  menjadi  sebuah sistem yang otomatis. Sistem otomatis yang dipilih  untuk  diterapkan  pada  kereta  api adalah  sistem  pneumatik  yang  digunakan pada  bagian  dari  pintu  kereta.  Sistem
pneumatik  merupakan  sebuah  sistem yang  menggunakan  udara  bertekanan yang digunakan sebagai media kontrol yang  di  alirkan  ke  aktuator  pneumatik yang berfungsi untuk membuka, menutup  atau  yang  lainnya,  sesuai dengan kebutuhannya [1]. Sebelum  sebuah  sistem  pneumatik memasuki proses manufaktur, keberhasilan  dari  suatu  rancangan sistem  penumatik  dapat  diketahui dengan  menggunakan  simulasi  yang tersedia pada software Fluid Simulator [2]. Hal ini bertujuan untuk mengurangi resiko kegagalan yang bisa saja terjadi.
Fluid  Simulator merupakan  salah  satu software yang  dapat  digunakan  untuk menganalisis aliran fluida yang berkaitan dengan distribusi aliran yang terjadi.  Hasil  dari  simulasi  dapat digunakan untuk mengetahui distribusi aliran udara yang terjadi pada rangkaian sistem pneumatik dan menghitung kecepatan yang dihasilkan untuk  menggerakan  aktuator  yang melakukan langkah maju atau mundur. Penelitian  yang  pernah  dilakukan terkait  dengan  permasalahan  yang pernah terjadi pada pintu kereta adalah permasalahan  mulai  dari  unit  kontrol pintu,  penggerak  pintu,  kegagalan mekanis dan lain lain [3].

## A. Pintu Kereta
Pintu  kereta  merupakan  salah  satu akses  utama  yang  digunakan  oleh penumpang untuk memasuki rangkaian gerbong kereta. Pintu pada kereta juga berfungsi  untuk  menjaga  penumpang tetap nyaman selama dalam perjalanan. Pintu kereta dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Pintu Kereta
Pintu  kereta  merupakan  salah  satu  bagian yang  penting  jika  terjadi  kegagalan  dalam pengoprasiannya dapat menyebabkan peningkatan biaya operasi dan pemeliharaan  [4].  Pada  umumnya  pada masing-masing  pintu  terdapat  pengunci khusus  yang  hanya  bisa  digunakan  dari dalam  tetapi  sering  terjadi  kerusakan  yang akhirnya  hanya  dikunci  dengan  alat  yang seadanya  untuk  mencegah  pembukaan paksa dari luar gerbong kereta. Tetapi pada beberapa  kereta  sudah  menerapkan  sistem otomasi  yaitu  sistem  penumatik  yang digunakan  untuk  menggerakkan  pintu kereta.
Sistem  pneumatik  sangat  cocok  dirasa sangat cocok sebagai sistem otomasi dengan tugas  berulang  yang  sederhana  [1].  Dalam penerapannya  yang  digunakan  sebagai sistem  otomasi,  pengaruh  dari  percepatan dan  perlambatan  saat  membuka  atau menutup  pintu  dapat  menjadi  salah  satu masalah yang dapat menimbulkan kerusakan untuk gerak pintu [5].

## B. Sistem Pneumatik
Sistem  pneumatik  merupakan  suatu  sistem kontrol  yang  memiliki  prinsip  kerja  yaitu merubah  energi  yang  terdapat  pada  udara bertekanan  menjadi  energi  yang  dapat menghasilkan gerak, yang dapat digunakan untuk menggerakan suatu benda kerja [6]. Dalam sistem pneumatik terdapat beberapa komponen yang digunakan sebagai penunjang  dalam  suatu  rangkaian  sistem pneumatik.
1. Kompresor Udara ( Air Compressor ) Kompresor  merupakan  sebuah  alat yang  digunakan  untuk  membuat  udara bertekanan  yang  akan  digunakan  pada sistem  pneumatik  sebagai  tenaga penggerak  aktuator.  Kompresor  udara dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Kompresor Udara
Kompresor  memiliki  persamaan  yang digunakan  untuk  menghitung  daya kompresor seperti di bawah ini:
𝑁 𝑠 = 𝑄 𝑠 × 𝜂 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (1)
N s = Daya kompresor
Q s = Debit udara kompresor 𝜂 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = Efisiensi
2. Regulator Unit dan Gauge
Regulator unit mempunyai fungsi sebagai alat  yang  digunakan  untuk  mengatur besarnya  tekanan  ( pressure )  angin  yang akan  digunakan  sebagai supply yang menuju  ke  rangkaian  sistem. Gauge sendiri memiliki fungsi sebagai penunjuk dari besarnya udara yang yang berada di dalam  rangkaian.  Regulator Unit dan Gauge dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Regulator Unit dan Gauge
3. Directional Way Valve Directional  Way  Valve atau  katup pengarah merupakan salah satu komponen yang penting  dalam sebuah
instalasi sistem pneumatik. Directional Way Valve memiliki beberapa jenis tetapi dalam perancangan  ini  memakai  3/2  dan  5/2. Directional  Way  Valve dapat  dilihat  pada Gambar 4.
(a)
(b) Gambar 4. Directional Way Valve 4. Tanki Akumulator
Tanki  akumulator  merupakan  tempat  yang digunakan  untuk  menyimpan  cadangan tekanan  udara  yang  telah  terkompresi. Dengan kata lain tanki akumulator memiliki fungsi untuk:
a. Dapat  menstabilkan  penggunaan  dari udara bertekanan.
b. Digunakan untuk menghindari pressure drop (penurunan tekanan).
c. Digunakan  untuk  menyediakan  udara bertekanan dalam suatu waktu tertentu. Tanki akumulator dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Tanki Akumulator
5. Saluran Pneumatik
Saluran  pipa  ini  digunakan  atau  berfungsi sebagai jalur untuk mendistri busikan udara bertekanan  yang  berada  di  kompresor menuju penggerak. Pada saluran pneumatik tedapat rugi-rugi yang terjadi diantaranya:
a. Rugi aliran akibat percabangan 45˚&90˚. Pada  suatu  rangkaian  sistem  pneumatik terdapat  beberapa  percabangan  dalam salurannya.  Percabangan  dalam  sistem pneumatik  memiliki  beberapa  sudut yaitu  45˚  dan  90˚.  Kerugian  akibat
percabangan  memiliki  persamaan sebagai berikut [7]:
∆𝑝 = 𝜁 𝑎 × 𝜌 × 𝑣 2 2 (2) ∆𝑃 = Pressure losses (Pa) 𝜁 𝑎 =  Koefisien  rugi  dalam percabangan pada 45 0 , 90 0
𝜌 = Densitas udara (1,22 kg/m 3 ) 𝑣 = Kecepatan (m/s)
• Pressure Losses saluran pneumatik. Besarnya  kerugian  tekanan  yang terjadi  di  dalam  saluran  pipa  antara lain bergantung pada:
• Panjang saluran pipa.
• Saluran dalam pipa (diameter dalam pipa).
• Tekanan kerja.
Besarnya kerugian yang terjadi memiliki persamaan sebagai berikut:
∆ 𝑝 = 𝜆 × 𝑙 × 𝑣 2 × 𝑝 2 × 𝑅 × 𝑇 × 𝑑 (3) ∆𝑃 = Pressure losses (Pa)
l = Panjang saluran direncanakan (m)
d = Diamater saluran direncanakan (m)
p = Tekanan yang direncanakan (Pa)
v = Kecepatan aliran (m/s)
6. Silinder Kerja Ganda
Silinder  kerja  ganda  merupakan  jenis akuator  yang  paling  umum  digunakan Pada  silinder  jenis  ini  terdapat  2  lubang saluran, pada lubang saluran (1) merupakan masuknya aliran udara bertekanan guna untuk  mendorong maju batang  silinder  sedangkan  untuk  lubang saluran  (2)  merupakan  masuknya  aliran bertekanan  guna  untuk  mendorong mudur  kembali  batang  silinder  setelah melakukan  langkah  maju.  Silinder  kerja ganda dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Silinder Kerja Ganda
Untuk  silinder  kerja  ganda  memiliki  dua bagaian  piston,  yaitu  bagian  diameter  piston dan  bagian  diameter rod piston  (batang piston).  Fungsi  dari rod piston  ini  untuk dihubungkan  dengan  benda  yang  ingin  di gerakan.  Diameter rod piston  memiliki persamaan seperti berikut: [8]
𝑑 𝑅 = √𝐷 2 − 4 × 𝐹 𝑡ℎ 𝜋 × 𝑝 (4)
𝑑 𝑅 = diameter rod (mm)
D = diameter piston (mm) 𝐹 𝑡ℎ = Theoretical force at 6 bar p
= tekanan udara (bar)
7. Gaya Piston
Gaya  piston  yang  dihasilkan  oleh  silinder bergantung  pada  tekanan  udara,  diameter silinder  dan  tahanan  gesekan  dari  komponen perapat.  Gaya  piston  secara  teoritis  dihitung menurut persamaan berikut [9]:
𝐹 = 𝐴 × 𝑝 − 𝑓 𝑠 (5)
Untuk melakukan langkah maju:
𝐹 = 𝐷 2 × 𝜋 4 × 𝑝 − 𝑓 𝑠 (6)
Untuk melakukan langkah mundur:
𝐹 = (𝐷 2 − 𝑑 𝑅 2 ) × 𝜋 4 × 𝑝 − 𝑓 𝑠 (7)
Dimana: F = Gaya piston (N) D = Diameter piston (m) 𝑑 𝑅 = Diameter batang piston (m) A = Luas penampang (m 2 ) P e = Tekanan kerja (Pa)
𝑓 𝑠
= Gaya gesek
Gaya  gesek  yang  terjadi  merupakan  gesekan hasil  dari  gerak  pintu  yang  tertarik  mundur atau terdorong maju. Gaya gesek yang terjadi pada  pintu  memiliki  persamaan  sebagai berikut.
𝑓 𝑠 = 𝑚. 𝑔. 𝜇 𝑠 . 𝑐𝑜𝑠𝜃 (8)
Dimana: 𝑓 𝑠 = Gaya gesek m = Massa (kg) g = Gaya gravitasi (m/s 2 ) 𝜇 𝑠 = Koefisien gesek cosθ  = Sudut permukaan
8. Kebutuhan Udara
Kebutuhan udara dihitung dengan satuan liter/menit (l/min) sesuai dengan standar kapasitas  kompresor.  Kebutuhan  udara silinder  merupakan  jumlah  udara  yang dibutuhkan  untuk  silinder  melakukan gerak  langkah  maju  atau  mundur. Kebutuhan udara  yang  dibutuhkan dinyatakan  dengan  persamaan  berikut [10]:
Kebutuhan udara langkah maju
𝑄 1 = ( 𝜋 4 ) × 𝐷 2 × 𝑠 × 𝑛 × 𝐶𝑟 × 2 (9)
Kebutuhan udara langkah mundur
𝑄 2 = ( 𝜋 4 ) × (𝐷 2 − 𝑑 𝑅 2 ) × 𝑠 × 𝑛 × 𝐶𝑟 × 2 (10)
Dimana:
𝑄 =  Kebutuhan  udara  silinder  untuk langkah maju (l/min)
𝐷 =  Diameter  piston  yang  direncakan (mm)
𝑑 𝑅 =  Diameter rod piston (mm)
s =  Panjang langkah (mm)
n =  Jumlah siklus kerja (n=1)
Perbandingan kompresi memiliki persamaan sebagai berikut:
𝐶 𝑟 = 1,031 + 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎 (𝑏𝑎𝑟)
1,031
(11)
9. Kecepatan Piston
Kecepatan  piston  rata-rata  dari  silinder standar  berkisar  antara  0,1-1,5  m/s. Silinder khusus dapat mencapai kecepatan  10  m/s.  Kecepatan  silinder pneumatic tergantung:
- Beban (gaya yang melawan silinder).
- Tekanan kerja.
- Diameter dalam dan panjang saluran antara  silinder  dan  katup  kontrol arah.
- Ukuran  katup  kontrol  arah  yang digunakan.
Kecepatan pada piston dapat dihitung dengan  menggunakan  persamaan  [11] sebagai berikut:
Dimana: 𝑄 = Kebutuhan udara (l/min) 𝑣 = Kecepatan gerak piston (m/min)
𝐴 = Luas penampang piston (m 2 )
10. Waktu yang Dibutuhkan Waktu  yang  dibutuhkan  untuk  melakukan gerakan  menutup  dan  membuka  pintu  dapat dihitung dengan menggunakan rumus
persamaan berikut:
𝑣 = 𝑠 𝑡 (13)
Dimana : v = kecepatan piston (m/min) s = langkah piston (m) t = watu yang dibutuhkan (s)

## 2. METODE PENELITIAN
Pada  penelitian  ini,  dibuatkan  diagram  alir untuk  mempermudah  dalam  memahami  alur proses  pengerjaan  awal  hingga  pengerjaan akhir. Diagram alir ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Diagram Alir Perancangan
𝑄 = 𝑣 × 𝐴 (12)
Adapun  hasil  dari  pembutan  rancangan sistem pneumatik ditunjukan pada
Gambar 8.

## Gambar 8. Design Rangkaian Pneumatik

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Perhitungan Gaya Piston
Untuk menentukan gaya yang terjadi pada  piston,  mula-mula  mencari  gaya gesek dengan persamaan (8):
𝑓 𝑠 = 𝑚. 𝑔. 𝜇 𝑠 . 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑓 𝑠 = 20 × 9.8 × 0.04 × cos 0 ° 𝑓 𝑠 = 7.84 𝑁 Setelah  menentukan  gaya  gesek  yang terjadi  selanjutnya  adalah  menentukan diameter rod piston  dengan  persamaan (4).  Dibutuhkan data  sheet  Standards- based  cylinders untuk  menentukan Theoretical  force  at 6  bar  pada  piston dengan diameter 50 mm. Tabel Standards-based  cylinders dapat  dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Standards-based cylinders
Setelah mengetahui Theoretical  force at 6  bar  yang  terjadi,  dapat  dilanjutkan untuk mencari dimeter rod piston dengan persamaan di bawah ini:
𝑑 𝑅 = √𝐷 2 − 4 × 𝐹 𝑡ℎ 𝜋 × 𝑝
𝑑 𝑅 = √0.05 2 − 4×1178 𝜋×800000 𝑚
𝑑 𝑅 = 0.025 𝑚 ≈ 25 𝑚𝑚
Untuk mengetahui gaya yang terjadi pada saat piston melakukan langkah maju dan mundur dapat menggunakan persamaan (6) dan (7).
• Langkah maju
𝐹 = 𝐷 2 × 𝜋 4 × 𝑝 − 𝑓 𝑠 𝐹 = 0.05 2 × 𝜋 4 × 8 × 10 5 − 7.84 𝐹 = 1562.95 𝑁
• Langkah mundur
𝐹 = (𝐷 2 − 𝑑 𝑅 2 ) × 𝜋 4 × 𝑝 − 𝑓 𝑠 𝐹 = (0.05 2 − 0.025 2 ) × 𝜋 4 × 8 × 10 5 − 7.84

## 𝐹 = 1170.25 𝑁
B. Kebutuhan Udara Untuk  menentukan  kebutuhan  udara  pada piston, mula-mula menentukan perbandingan kompresi dengan persamaan (11):
𝐶𝑟 = 1.031 + 𝑝 1.031 𝐶𝑟 = 1.031 + 8 1.031 = 8,759 Kebuhan udara pada piston dapat menggunakan persamaan (9) dan (10):
• Langkah maju
𝑄 1 = ( 𝜋 4 ) × 𝐷 2 × 𝑠 × 𝑛 × 𝐶𝑟 × 2 𝑄 1 = ( 𝜋 4 ) × 0.05 2 × 1.2 × 1 × 8.759 × 2 𝑄 1 = 0.0412  𝑚 3 𝑚𝑖𝑛 ⁄
• Langkah mundur
𝑄 2 = ( 𝜋 4 ) × (𝐷 2 − 𝑑 2 ) × 𝑠 × 𝑛 × 𝐶𝑟 × 2
𝑄 2 = ( 𝜋 4 ) × (0.025 2 ) × 1.2 × 1 × 8.759 × 2
𝑄 2 = 0.0309  𝑚 3 𝑚𝑖𝑛 ⁄

## C. Perhitungan Kecepatan Piston
Untuk  menghitung  kecepatan  piston  yang terjadi dapat menggunakan persamaan (12):
• Langkah maju
𝑄 = 𝑣 × 𝐴
𝑣 1 = 𝑄 1 𝐴 𝑣 1 = 0.0412 𝑚 3 𝑚𝑖𝑛 ⁄ 𝜋 4 × 0.05 2 𝑚 2 𝑣 1 = 20.9  𝑚 𝑚𝑖𝑛 ⁄
• Langkah mundur
𝑄 = 𝑣 × 𝐴
𝑣 2 = 𝑄 2 𝐴 𝑣 2 = 0.0309  𝑚 3 𝑚𝑖𝑛 ⁄ 𝜋 4 × (0.05 2 − 0.025 2 )𝑚 2 𝑣 2 = 20.9  𝑚 𝑚𝑖𝑛 ⁄
Setelah  mendapatkan  kecepatan  yang terjadi pada piston, maka dapat diketahui besarnya  kecepatan  yang  diterima  oleh pintu untuk membuka dan menutup yaitu:
• Kecepatan menutup pintu
𝑊 = 1 2 × 𝑚 × (𝑣 𝑡 2 − 𝑣 0 2 ) (14)
Dimana:
𝑊 = 𝐹 × 𝑠 𝑊 = 1562.95 × 1.2 𝑊 = 1874.4 Maka,
1874.4 = 1 2 × 20 × (𝑣 𝑡 2 − 20.9 2 ) 1874.4 + (20.9 2 ) = 1 2 × 20 × (𝑣 𝑡 2 ) 231.121 = 𝑣 𝑡 2 𝑣 𝑡 = 15.202  𝑚 𝑚𝑖𝑛 ⁄ ≈ 0.25  𝑚 𝑠 ⁄
• Kecepatan membuka pintu
𝑊 = 1 2 × 𝑚 × (𝑣 𝑡 2 − 𝑣 0 2 ) (15)
Dimana:
𝑊 = 𝐹 × 𝑠 𝑊 = 1170.25 × 1.2 𝑊 = 1404.3 Maka;
1404.3 = 1 2 × 20 × (𝑣 𝑡 2 − 20.9 2 ) 1404.3 + (20.9 2 ) = 1 2 × 20 × (𝑣 𝑡 2 ) 184.11 = 𝑣 𝑡 2 𝑣 𝑡 = 13.568  𝑚 𝑚𝑖𝑛
⁄ ≈ 0.22 𝑚 𝑠 ⁄

## D. Perhitungan Waktu
Untuk  mengetahui  berapa  lama  waktu  yang diperlukan  oleh  pintu  untuk  menutup  dan membuka dapat diketahui dengan menggunakan persamaan (13):
• Langkah Maju (menutup pintu)
𝑣 = 𝑠 𝑡 𝑡 = 1.2 𝑚
15.202  𝑚 𝑚𝑖𝑛
⁄ 𝑡 =  0.078 𝑚𝑖𝑛 𝑡 = 4.68 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
• Langkah Mundur (membuka pintu)
𝑣 = 𝑠 𝑡 𝑡 = 1.2 𝑚 13.568  𝑚 𝑚𝑖𝑛 ⁄ 𝑡 = 0.088 𝑚𝑖𝑛 𝑡 = 5.68 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

## E. Kerugian Tekanan Pada Saluran
Kerugian  yang  terjadi  pada  saluran  karena adanya  sambungan  sudut  atau  disebabkan karena  panjang  saluran.  Untuk  mengetahui kerugian  yang  terjadi  dapat  menggunakan persamaan (2) dan (3):
1. Kerugian akibat sudut 45˚
∆𝑝 = 𝜁 𝑎 × 𝜌 × 𝑣 2 2 ∆𝑝 = 0.48 × 1.22 × 0.384 2 2 ∆𝑝 = 0.04  𝑁 𝑚 2 ⁄ 2. Kerugian akibat sudut 90˚
∆𝑝 = 𝜁 𝑎 × 𝜌 × 𝑣 2 2 ∆𝑝 = 1.28 × 1.22 × 0.384 2 2 ∆𝑝 = 0.11  𝑁 𝑚 2 ⁄
3. Kerugian akibat panjang saluran
∆ 𝑝 = 𝜆 × 𝑙 × 𝑣 2 × 𝑝 2 × 𝑅 × 𝑇 × 𝑑 ∆ 𝑝 = 0.02 × 20 × 20.9 2 × 8 × 10 5 2 × 283 × 293 × 0.05 ∆ 𝑝 = 0.16 𝑏𝑎𝑟
F. Hasil Perancangan Sistem Pneumatik Hasil  dari  rancangan  sistem  pneumatik untuk  penggerak  pintu  kereta  dibuat dengan bantuan software fluid simulator.
Gambar 9 merupakan hasil dari rancangan  yang  dibuat  dengan  uji  coba laju  aliran  untuk  menggerakan  aktuator melakukan gerak membuka pintu.
(a) (b) (c)
Gambar 9. Aktuator Melakukan Langkah Mundur
Hasil  uji  coba  yang  dilakukan  dengan bantuan software  fluid  simulator untuk simulasi  actuator  melakukan  langkah maju ditunjukan pada Gambar 10.
(a) (b) (c) Gambar 10. Aktuator Melakukan Langkah
Maju

## Prinsip Kerjanya:
Dalam rangkaian ini fungsi dari 1S1 sebagai penghubung untuk menyalurkan udara bertekanan menuju katup 1S2, 1S3 dan 1S4. Fungsi  dari  1S2,  1S3  dan  1S4  sebagai pembuka  untuk  pintu  gerbong  kereta. Sementara  fungsi  dari  1S5  dan  1S6  sebagai kontrol  untuk  mengaktifkan  1V9  dan  1V10. Setelah 1V9 dan 1V10 aktif maka pintu dari gerbong  dapat  tetutup  kembali.  Fungsi  1V9 dan  1V10  sebagai  tunda  waktu  untuk menutup  pintu.  Setelah  pintu  tertutup  dan kereta bersiap – siap untuk jalan dan kondisi dari  1S1  akan  berhenti  mengalirkan  udara bertekanan,  karena  1S1  akan  aktif  ketika
kereta  berhenti  dan  1S1  tersentuh  oleh tuas rem maksimal.
G. Diagram Step Perubahan Langkah
Rangkaian langkah elemen kerja ditunjukkan dengan diagram pada Gambar  11.  Semua  perubahan  posisi elemen  kerja  dari  langkah  awal  hingga akhir  direkamnya.  Seandainya  kontrol yang  ada  itu  mempunyai  elemen  kerja lebih  dari  satu,  maka  semua  kegiatan langkah  kerja  dari  semua  elemen  kerja ditunjukkan  atau  diGambarkan  dengan cara yang satu ada dibawah yang lainnya, dimana  hubungan  elemen  kerja  satu dengan  yang  lainnya  diperlihatkan  pada setiap perubahan langkah kerja.

## Gambar 11. Diagram Step
Pemilihan  terhadap  komponen  yang digunakan  dalam design rangkaian pneumatik ini dapa dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2. Komponen Pneumatik
Komponen Jumlah Double Acting Cylinder 2 buah 3/n Way Valve 6 buah Shuttle valve 2 buah 5/n Way Valve 2 buah One way flow control valve 4 buah Time Delay Valve 2 buah

## 4. SIMPULAN
Dari  hasil  analisa  perencanaan  sistem pneumatik  pada  pintu  gerbong  kereta, maka dapat disimpulkan:
1. Hasil dari rancangan sistem pneumatik pada software Festo Fluid
Simulator dapat dikatakan berfungsi dengan  baik  untuk  menggerakan
pintu dalam melakukan langkah
membuka dan menutup dengan menghasilkan  nilai  kecepatan  pada software yang tidak jauh berbeda dengan hasil perhitungan yaitu (0,21 m/s) untuk langkah  mundur  dan  (0,25  m/s)  untuk langkah maju.
2. Perhitungan yang dilakukan pada rangkaian sistem pneumatik ini menghasilkan:
a. Gaya yang digunakan untuk melakukan langkah maju (1562,95 N) dan  untuk  langkah  mundur  (1170,25 N).
b. Kebutuhan  udara  yang  dibutuhkan piston untuk melakukan langkah maju (0,0412  m 3 /min)  dan  untuk  langkah mundur (0,0309 m 2 /min).
c. Kecepatan yang terjadi pada saat pintu melakukan  langkah  maju  (0,25  m/s) dan untuk langkah mundur (0,22 m/s),
d. Waktu yang terjadi pada kondisi pintu melakukan langkah maju (4,68 detik) dan  waktu  yang  dibutuhkan  untuk pintu  melakukan  langkah  mundur (5,68 detik).
e. Dengan  mempertimbangkan  kerugian aliran  yang  terjadi  sebesar  0,16  bar, sedangkan  kerugian  yang  diizinkan dalam  saluran  sebesar  0,1  bar  –  0,2 bar. Maka dapat dinyatakan aman.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] T.  A.  Bora,  K.  S.  Rajput  and  e.  al,  “A Review  on  Pneumatic  Operated  Train Door System,” pp. 472-477, 2019.
[2] F.  I.  Anditha,  T.  Kabul,  and  W.  Ym, “Perancangan  dan  Simulasi  Elektro Pneumatik Holder Machinism Pada Sheet Metal  Shearing  Machine,” Profisiensi , vol. 5, no. 1, pp. 51–60, 2017.
[3] F.  Dinmohammadi,  B.  Alkali,  M.
Shafiee,  C.  Bérenguer,  and  A.  Labib,
“Risk  Evaluation  of  Railway  Rolling Stock
Failures Using FMECA
Technique:  A  Case  Study  of  Passenger Door  System,” Urban  Rail  Transit ,  vol.
0 5 10 15 20 25 mm 200 400 600 800 1000 1200 Double acting cy linder A1 mm 200 400 600 800 1000 1200 Double acting cy linder B1 Component Description Designation
2,  no.  3–4,  pp.  128–145,  2016,  doi:
10.1007/s40864-016-0043-z.
[4] S.  Ham,  S.  Y.  Han,  S.  Kim,  H.  J. Park, K. J. Park, and J. H. Choi, “A comparative study of fault diagnosis for  train  door  system:  Traditional versus  deep  learning  approaches,”
Sensors  (Switzerland) ,  vol.  19,  no. 23, 2019, doi: 10.3390/s19235160.
[5] S. Kim, N. H. Kim,  and J. H. Choi, “Information value-based fault diagnosis of train door system under multiple operating conditions,” Sensors  (Switzerland) ,  vol.  20,  no.
14, pp. 1–14, 2020, doi: 10.3390/s20143952.
[6] Sumbodo,  W., Setiadi, R., &  Poedjiono, S.  (2017).  Pneumatik  dan  Hidrolik. Teknik Industri (1) [7] Krist, Thomas, “Fundamentele
Pneumatiek,” in Dasar-dasar Pneumatik , jakarta, Erlangga, pp. 1-210, 1993.
[8] Croser,  P.,  Ebel,  F.,  &  Level,  B.  (n.d.). Pneumatics
[9] Sudaryono,  “Pneumatik  dan  Hidrolik,” Tek. Mekatronika , no. 1, pp. 13–14, 2013.
[10] R.  K.  Akbar,  “Dasar  Pneumatik  Modul Pembelajaran  Teknik  Mekatronika,”  p. 100, 2017.