## Rancang bangun rangka alat uji torsi sederhana berbasis eddy current
menggunakan roller conveyor

## Alfianto Herakarsono, Adhes Gamayel, Mohamad Zaenudin
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Global Jakarta Grand Depok City, Jl. Boulevard Raya No. 2, Tirtajaya, Sukmajaya, Depok, Jawa Barat 16412 Email korespondensi: mzaenudin@jgu.ac.id

## Abstrak
Pengujian torsi suatu  kendaraan bermotor, terutama kendaraan bermotor roda dua (sepeda  motor) sering memerlukan  peralatan  yang  dianggap  mahal  dan  sulit  dijangkau  pada  skala  laboratorium  yang  masih  kecil. Namun  demikian,  uji  torsi  dianggap  penting  untuk  mengetahui  unjuk  kerja  suatu  sepeda  motor  dengan menggunakan  bahan  bakar  tertentu,  misalnya  campuran  bahan  bakar  yang  dipakai  luas  seperti  bensin dicampurkan dengan minyak nabati tertentu, untuk mencari bahan bakar alternatif. Oleh sebab itu, diperlukan suatu  alat  uji  torsi  sederhana  yang  dapat  dirancang  dan  digunakan  sebagai  studi  awal  suatu  bahan  bakar alternatif. Dalam kajian ini, dirancang rangka alat uji torsi sederhana berbasis eddy current dengan sebuah roller conveyor.  Sebelum  rangka  dibentuk,  rancangan  rangka  dianalisis  dengan  menggunakan  piranti  lunak  ANSYS untuk dipelajari karakteristik pembebanan dan deformasinya. Hasil simulasinya menunjukkan bahwa rancangan rangka dapat digunakan dengan gaya pembebanan sebesar 294 N pada area eddy current dan 981 N pada area roller. Rangka kemudian dibangun dengan menggunakan besi hollow ukuran 4x6 cm dengan jenis material ASTM A500. Kajian ini telah berhasil merancang dan memproduksi rangka alat uji torsi sederhana berbasis eddy current dengan menggunakan roller conveyor.
Kata kunci : alat uji torsi, eddy current, roller conveyor, rancang bangun rangka.

## Abstract
Testing  the  torque  of  a  motorized  vehicle,  especially  two-wheeled  motorized  vehicles  (motorcycles),  often requires equipment that is considered expensive and difficult to access on a small laboratory scale. However, the torque test is considered important to find out how a motorbike works using certain fuels, for example widely used fuel mixtures such as gasoline mixed  with certain vegetable oils, to find alternative fuels. Therefore, a simple torque test tool is needed that can be designed and used as a preliminary study of alternative fuels. In this study, designed a simple eddy current-based torque test frame with a roller conveyor. Before the frame is formed, the frame design is outlined using the student version of ANSYS software to study the loading characteristics and promises. The simulation results show that the frame design can be used with a loading force of 294 N in the eddy current area and 981 N in the roller area. The frame was then manufactured using hollow iron measuring 4x6 cm with ASTM A500 material type. This research has succeeded in designing and producing a simple eddy current- based torque test frame using a roller conveyor.
Keywords: torque test equipment, eddy current, roller conveyor, frame design.

## 1. Pendahuluan
Modifikasi  motor  merupakan  sebuah  kegiatan  yang cukup  menyenangkan  dan  juga  banyak  sekali dilakukan oleh para pecinta otomotif terutama pecinta dan pengendara kendaraan roda dua [1]. Banyak hal yang  dapat  dimodifikasi  dari  kendaraan  roda  dua mulai  dari  modifikasi  bodi,  modifikasi  sistem kelistrikan,  bahkan  memodifikasi  sektor  dapur  pacu atau mesin [2]. Tidak sedikit pemodifikasi kendaraan tidak merasakan atau tidak mengetahui seberapa besar peningkatan performa mesinnya setelah dimodifikasi. Perlu  adanya  alat  yang  dapat  mengukur  performa kendaraan pada sektor dapur pacu atau mesin, terlebih di zaman era modern saat ini mesin kendaraan diatur secara  sistem  elektronik,  penyetelannya  pun dilakukan secara elektronik, sehingga tidak bisa lagi menguji performa kendaraan berdasarkan sugesti dari pengendaranya.  Alat  uji  performa  kendaraan  juga
cenderung berukuran besar dan membutuhkan biaya yang cukup besar untuk proses ujinya, seperty dyno test [3,4].
Agar  dapat  menguji  torsi  mesin,  digunakan  alat dinamometer  atau  alat  uji  torsi.  Banyak  jenis dinamometer  yang  tersedia  saat  ini,  diantaranya dinamometer  tipe  elektrik  seperti  dinamometer elektrostatik,  dinamometer eddy  current ,  ataupun dinamometer  tipe  absorbsi  seperti  dinamometer proney  brake dan  dinamometer water  brake [5,6]. Alat  uji  torsi  yang  sudah  dijual  di  pasaran  selain harganya  mahal,  alat  tersebut  juga  memiliki  bobot yang  tidak  ringan,  sehingga  dibutuhkan  alat  yang dapat  menguji  performa  dengan  murah  dan  juga portable atau mudah dipindah-pindahkan. Dinamometer  adalah  suatu  mesin  yang  digunakan untuk mengukur torsi ( torque ) dan kecepatan putaran
(RPM) dari tenaga yang diproduksi oleh suatu mesin dengan motor atau penggerak berputar lainnya.
Dalam  suatu  alat,  kerangka merupakan  bagian  yang tidak  terpisahkan  dan  merupakan  bagian  penting, dikarenakan  pada  bagian  inilah  seluruh  komponen mesin diletakkan, sehingga desain yang tepat sangat diperlukan untuk memastikan alat yang ditempatkan padanya  dapat  bekerja  secara  maksimal.  Kajian  ini berfokus pada perancangan kerangka untuk mesin uji torsi  berbasis eddy  current dengan  inovasi  berupa penggunaan roller  conveyor sebagai  tempat  untuk meletakkan  ban  sepeda  motor  saat  proses  pengujian [5,7].

## 2. Metode
Dalam kajian ini, beberapa tahapan langkah dilakukan sedemikian rupa untuk memastikan hasil rangka yang dibangun sesuai dengan kebutuhan desain. Beberapa langkah  tersebut  tertera  pada  diagram  alir  pada Gambar  1.  Studi  literatur  dilakukan  sebelum perancangan  dan  pabrikasi  alat  uji  torsi  sederhana untuk mendapatkan gambaran desain yang diperlukan untuk  suatu uji kendaraan motor roda dua. Simulasi terhadap  rangka  dilakukan  sebelum  pabrikasi  untuk melihat apakah rancangan dianggap cukup baik dalam menahan pembebanan yang akan terjadi pada rangka saat  nantinya  digunakan  sebagai  alat  uji  torsi, termasuk  kaitannya  dengan  peletakkan  perangkat eddy  current dan roller [8].  Kemudian  hal  ini dilanjutkan dengan pabrikasi dan uji secara langsung [9].  Detail  dimensi  yang  digunakan  terdapat  pada Gambar 2. Setelah dilakukan pabrikasi, maka alat uji torsi  tersebut  digunakan  untuk  pengujian  sederhana pada  sepeda  motor  roda  2.  Hal  ini  juga  merupakan tahap penting dalam suatu proses perancangan alat uji, mengingat  dalam  beberapa  kasus,  pengujian  suatu instrumen  memerlukan  proses  pengukuran,  dan proses  pengukuran  memerlukan  akurasi  dan konsistensi. Namun demikian, akurasi dan konsistensi belum dapat diujikan/dilakukan kalibrasi, dikarenakan  keterbatasan  peralatan  dan  biaya  yang tidak murah untuk melakukan pengujian tersebut.
Gambar 1. Diagram alir kajian.
Pada Gambar 2 diperlihatkan rancangan alat uji torsi sederhana  dengan  menggunakan eddy  current . Berbagai  sudut  pandang  gambar  telah  ditampilkan, termasuk pula nilai ukuran dimensinya dalam satuan milimeter.  Lebih  lanjut  lagi,  ditambahkan  pula keterangan  komponen-komponen  juga  diberikan untuk memberikan informasi yang lengkap terhadap alat yang dirancang. Dalam hal pengujian alat secara langsung,  hal  ini  tidak  dicakup  pada  kajian  ini, sehingga  kajian  yang  dilaporkan  berpusat  pada perancangan dan pabrikasi alat, data yang didapatkan pun lebih terkait pada data simulasi dari desain yang sudah dirancang. Sementara itu, alat yang sudah jadi ditampilkan  pada  Gambar  5  setelah  dilakukan simulasi.  Proses  pabrikasi  melibatkan  beberapa proses  pemesinan  sederhana,  seperti  pemotongan, pengelasan, pembentukan, penggunaan mur dan baut, serta  penyertaan  kaki-kaki  yang  dilapisi  karet  agar mempermudah proses pengujian, sehingga pada saat pengujian alat uji tidak ikut bergerak.
(a)
(b) (c) (d)
Gambar 2 . Desain rangka alat uji torsi sederhana berbasis eddy current dengan roller conveyor (a) tampak depan, (b) tampak atas, (c) tampak samping, dan (d) tampak keseluruhan dengan keterangan.
Keterangan:
1. Rangka eddy current
2. Rangka roller
3. Roller
4. Lock plat roller
5. Tumpuan rangka roller
6. Eddy current
7. Magnetic clutch
8. Drive belt
9. Pillow block eddy current
10. Pulley tensioner
11. Pulley roller
12. Pillow block roller pulley
13. Tumpuan rangka eddy current
14. Roller pulley
15. Plat tanjakan

## 3. Hasil dan Pembahasan
Beberapa  titik  diberikan  pembebanan  sedemikian rupa  agar  mampu  memberikan  gambaran  mengenai bagaimana  rancangan  rangka  berperilaku  terhadap pembebanan. Pada kajian ini, untuk didapatkan hasil yang  memuaskan,  pembebanan  dilakukan  pada  dua posisi.  Posisi  pembebanan  pertama  terletak  pada rangka, di mana nantinya akan diletakkan perangkat untuk uji torsi berupa rangkaian eddy current . Posisi pembebanan  kedua  yaitu  terletak  pada  pembebanan roller  conveyor ,  di  mana  nantinya  akan  diletakkan satu ban sepeda motor untuk proses uji torsi. Kedua posisi pembebanan  ini  dapat dilihat lebih  rinci  pada Gambar 3(a) dan 3(b). Bagian fix juga tergambar pada Gambar  3(c).  Bagian fix ini  sering  digunakan  pada suatu  simulasi  metode  elemen  hingga  untuk memberikan batasan, bahwa bagian ini tidak akan ikut berdeformasi, sehingga deformasi akan terfokus pada bagian  yang  terbebani  saja.  Hal  ini  juga  dikenal dengan boundary condition .
(a)
(b)

## (c)
Gambar 3. Posisi pembebanan pada (a) eddy current, (b) roller conveyor , dan (c) fix support.
Berdasarkan pengaturan yang sudah dijelaskan, maka simulasi  dilakukan.  Tangkapan  layar  hasil  simulasi dapat  dilhat  pada  Gambar  4.  Seluruh  simulasi dilakukan  dengan  menggunakan  piranti  lunak ANSYS  [10].  Perbedaan  warna  menunjukkan  nilai stress dan deformation yang  berbeda  pula.  Lebih lanjut  lagi,  detail  hasil  simulasi  disampaikan  pada Tabel  1.  Nilai  ini  dianggap  masih  merupakan  nilai yang  sangat  baik  jika  dibandingkan  dengan  nilai pembebanan yang dilakukan, terutama pada titik-titik yang berbeda sesuai dengan Tabel 1.
Gambar 4. Tangkapan layar hasil simulasi.
Tabel 1. Hasil simulasi rangka berupa equivalent stress dan total deformation.
No  Rangka Force (N) Equivalent stress (MPa) Total derformation (mm) 1 Eddy current 294,3 1,3347 0,0035745 2 Roller 981 10,677 0,0053618
Nilai equivalent  stress dan total  deformation sebagaimana  tertera  pada  Tabel  1  menunjukkan bahwa  pembebanan  yang  dilakukan  pada  desain rangka masih memenuhi kriteria desain, di mana pada area  peletakkan eddy  current dengan  gaya pembebanan  sebesar  294  N  terjadi  akumulasi tegangan maksimal sebesar 1,33 MPa dan deformasi total sebesar 0,0035 mm. Sedangkan, pada area roller conveyor ,  dengan  pembebanan  sebesar  981  N, akumulasi  tegangan  maksimal  yang  terjadi  yaitu sebesar 10,6 MPa dan deformasi total sebesar 0,0053 mm.  Kedua  nilai  ini  relatif  kecil,  sehingga menandakan  bahwa  rancangan  dapat  dipergunakan dan  dapat  dilanjutan  untuk  proses  pabrikasi  rangka. Pada  praktiknya,  diperlukan  beberapa  alternatif desain, meskipun tidak masuk pada pembahasan ini, namun  telah  mampu  memberikan insight mengenai desain mana yang baik sesuai dengan peruntukan alat tersebut.
Berdasarkan  hasil  simulasi,  yaitu  mengenai  hasil simulasi  pembebanan,  maka  pabrikasi  dilakukan dengan  menggunakan  berbagai  peralatan  pemesinan standar  untuk  keperluan  pengukuran,  pemotongan, pengelasan,  pengeboran,  pemasangan  mur  dan  baut, dan lain sebagainya. Hasilnya pabrikasi dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil ini sudah dilakukan sedemikian rupa sampai proses finishing .
Gambar 5. Hasil pabrikasi rangka dengan komponen yang telah ditempatkan pada rangka.
Pemilihan roller  conveyor dianggap  merupakan pilihan paling sesuai, dikarenakan bagian ini nantinya akan  menjadi  tempat  bagi  satu  roda  sepeda  motor ketika akan melakukan pengujian torsi. Lebih lanjut lagi, beberapa bagian sudah disediakan, seperti kotak panel,  yang  nantinya  dapat  digunakan  untuk keperluan  penempatan  piranti  elektronik,  sehingga proses  pengujian  dapat  berjalan  lebih  otomatis. Misalnya  dengan  menggunakan  mikrokontroler Arduino  dengan  sebuah  antarmuka Liquid  Crystal Display (LCD)  untuk  menginformasikan  mengenai hasil  pengujian  [11,12].  Perlu  disampaikan,  bahwa mengingat  pengujian  ini  sangat  bergantung  pada kecepatan  putar,  maka  bagian-bagian  yang bersentuhan  pada  saat  berputar  nantinya  perlu diberikan  pelumas,  sehingga  dapat  meminimalisir dampak dari gesekan yang terjadi. Lebih lanjut lagi, mengingat  piranti  yang  nantinya  dikembangkan adalah  piranti  sederhana,  maka  proses  seperti kalibrasi  perlu  dilakukan  jika  diinginkan  hasil  yang lebih  akurat  dan  presisi.  Namun  demikian,  piranti sebagaimana  tertera  pada  Gambar  4  sudah  dapat digunakan  untuk  keperluan  uji  torsi  sederhana, misalnya  dengan  tujuan  membandingkan  antara pengunaan  satu  campuran  bahan  bakar  dengan campuran bahan bakar lainnya.

## 4. Kesimpulan
Proses  perancangan  dan  pabrikasi  kerangka  alat  uji torsi  sederhana  berbasis eddy  current dengan menggunakan roller  conveyor telah  dilakukan,  dan didapatkan  hasil  yang  memuaskan.  Simpulan  yang dapat  diambil  yakni  penggunaan  piranti  lunak ANSYS  telah  memberikan  gambaran  perilaku kerangka pada saat pembebanan, sehingga didapatkan hasil yang cukup baik, dengan nilai hasil pembebanan
untuk  area eddy  current yaitu  tegangan  maksimal sebesar 1,33 MPa dan total deformasi sebesar 0,003 mm,  sedangkan  untuk  area roller  conveyor yaitu tegangan  maksimal  sebesar  10,67  MPa  dan  total deformasi  sebesar  0,005  mm.  Pabrikasi  yang dilakukan  menunjukkan  hasil  yang  memuaskan,  di mana  penempatan-penempatan  perangkat  uji  coba seperti  perangkat  pengukuran  dengan eddy  current dan roller conveyor telah berhasil dilakukan dengan cukup  presisi. Finishing dengan  pengecatan  juga sudah  memberikan  hasil  yang  baik  terhadap  hasil pabrikasi kerangka.

## Ucapan Terima Kasih
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih  dan  apresiasi sebesar-besarnya  kepada  Universitas  Global  Jakarta atas terselesaikannya kajian ini.

## Daftar Pustaka
[1] Hidayat,  A.  D.,  &  Hidayat,  D.  (2019). Perancangan  Buku  Ilustrasi  Modifikasi  Sepeda Motor  Retro  Klasik. eProceedings  of  Art  & Design , 6 (1).
[2] Majedi,  F.,  &  Puspitasari,  I.  (2017).  Optimasi daya  dan  torsi  pada  motor  4  tak  dengan modifikasi crankshaft dan porting pada cylinder head. JTT (Jurnal Teknologi Terpadu) , 5 (1), 82- 89.
[3] Subekti,  R.  A.  (2016).  Pengaruh  Laju  Aliran Bahan  Bakar  CNG  pada  Performa  Mesin Kendaraan  Bermotor. Jurnal  Teknologi  Bahan Dan Barang Teknik , 6 (2), 65-74.
[4] Mulyono,  S.,  Gunawan,  G.,  &  Maryanti,  B. (2014).  Pengaruh  penggunaan  dan  perhitungan efisiensi  bahan  bakar  premium  dan  pertamax terhadap  unjuk  kerja  motor  bakar  bensin. JTT (Jurnal Teknologi Terpadu) , 2 (1).
[5] Sinaga, N. (2018). Perancangan dan pembuatan data logger sederhana untuk dinamometer sasis sepeda motor. ROTASI , 20 (1), 46-55.
[6] Sinaga, N., & Dewangga, A. (2012). Pengujian dan  pembuatan  buku  petunjuk  operasi  chassis dinamometer  tipe  water  brake. ROTASI , 14 (3), 8-12.
[7] NAJAMUDIN, N. (2018). Perancangan Alat Uji Pengapian Busi Untuk Sepeda
Motor. PENELITIAN MANDIRI UNIVERSITAS BANDAR LAMPUNG , (1).
[8] Afiff, J. M., Sukarnoto, T., & Ramdhani, M. F. (2022).  Analisis  defleksi  dan  kekuatan  pada steering  stem  sepeda  motor  dengan  metode simulasi  elemen  hingga. Jurnal  Teknik  Mesin Indonesia , 17 (1), 72-77.
[9] Sholihin,  Y.  M.,  &  Trisno,  M.  D.  (2020). Rancang  Bangun  Alat  Uji  Torsi  Tipe  Prony Brake  untuk  Unjuk  Kerja  Mesin  Motor  Bakar Kapasitas  6,6  kW. Teknobiz:  Jurnal  Ilmiah Program  Studi  Magister  Teknik  Mesin , 10 (3), 20-24.
[10] Gamayel, A., & Octavianus, G. (2021). Tutorial Ansys Workbench untuk Bidang Mekanikal: Jilid
1 . Media Sains Indonesia.
[11] Clary, M. (2015). Interfacing to an LCD Screen Using an Arduino. College of Engineering .
[12] Tibola, J. R., Sari, R. L., Lanzanova, T. D. M., Martins,  M.  E.  S.,  &  Pinheiro,  H.  (2016). Modeling and control of a low-cost driver for an eddy current dynamometer. Journal of Control, Automation and Electrical Systems , 27 , 368-378.