## Perancangan Sensor Gerak Benda pada Benturan Berlebihan untuk Pengujian Pre-Straining Spring Momentum Exchange Impact Dumper (PSMEID) dengan Metoda Prediksi Waktu Benturan (Preview)
Darmawan 1* , Lovelyson 2 dan Pharmayeni 3
1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang, Sumatera Barat, Indonesia 2 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang, Sumatera Barat, Indonesia
3 Program Studi Teknik Industri Agro, Politeknik ATI, Padang, Sumatera Barat, Indonesia
* Corresponding author, e-mail: wawan@eng.unand.ac.id
Abstrak —  Getaran  yang  terjadi  diakibatkan  oleh  benturan  yang  berlebihan  ( Excessive  Impact )  dapat merusak kontruksi sebuah benda. Excessive Impact yang biasanya terjadi pada waktu tertentu saja seperti benturan  roda  pendaratan  pesawat  dengan  landasan  pacu  yang  dapat  berakibat  fatal  jika  getaran  yang dihasilkan tidak dapat dikontrol dengan baik. Penelitian ini mencoba merancang simulasi sebuah system peredaman untuk mereduksi getaran yang terjadi akibat dari Excessive Impact . Metoda yang dikembangkan disebut  sebagai  PSMEID  ( Pre-Straining  Momentum  Exchange  Impact  Dumper ),  dimana  dalam  hal  ini memanfaat  momentum  dari  sebuah  masa  yang  ditempatkan  pada  masa  utama  yang  arah  gayanya berlawanan  dengan  gaya  yang  dihasilkan  oleh  benturan  dari Excessive  impact .  Pada  penelitian  ini  akan dilakukan dengan mensimulasikan Excessive impact dengan cara memprediksi waktu benturan sehingga waktu pelepasan massa dengan dorongan pegas yang sudah diregangkan ( pre-straining ) dengan arah yang berlawanan dari arah benturan memberikan hasil yang lebih optimal untuk mereduksi getaran dari benturan yang  terjadi.  Dengan  peracangan  sensor  vibrasi  dan  gerak  maka  didapat  waktu  tercepat  solenoid mengaktifkan PSMEID adalah 32 milisecon.

## Kata Kunci : Excessive Impact, PSMEID
Abstract —  Vibration  that  occurs  due  to  excessive  impact  can  damage  the  construction  of  an  object. Excessive Impact which usually occurs only at certain times, such as aircraft landing gear collisions with runways that can be fatal if the vibrations produced cannot be controlled properly. This study to design a simulation of a damping system to reduce vibrations that occur as a result of Excessive Impact. The method developed is referred to PSMEID (Pre-Straining Momentum Exchange Impact Dumper), which in this case utilizes momentum from a period placed in the main period in which the direction of the style is opposite to the force generated by the impact of the Excessive impact. This research will be conducted by simulating the Excessive impact by predicting the time of the collision so that the time of mass release with a spring push that has been stretched (pre-straining) in the opposite direction from the direction of the collision gives more optimal results to reduce vibrations from the impact.

## Keywords : Excessive Impact, PSMEID

## Pendahuluan
Vibrasi  atau  getaran  adalah  gerak  berisolasi, membalas, yang periodik pada titik setimbang yang disebabkan  karena  adanya  gaya  eksternal  yang bekerja pada benda yang kaku atau elastis. Vibrasi dapat  sangat  merusak  sebuah  benda  ketika  gagal diisolasi  oleh  struktur  benda  tersebut,  peristiwa yang  paling  terkenal  adalah  hancurnya  jembatan Tacoma di USA pada tahun 1941 setelah beroperasi selama  4  bulan.  Dalam  beberapa  dasawarsa  ini, penelitiaan  tentang  pengontrolan/isolasi  vibrasi
menjadi  subjek  yang  sangat  penting  dalam pengembangan  perancangan  mesin  yang  memiliki performansi  tinggi  dan  struktur  sebuah  bangunan. Pembangunan  gedung-gedung  bertingkat  juga memerlukan  analisa  isoalasi  vibrasi  yang  baik karena  gaya  ekternal  terhadap  gedung  tersebut seperti dorongan angin yang kuat, gempa bumi dan beban  dinamik  lainnya  memungkinkan  dapat merusak  struktur  bangunan  tersebut  secara keseluruhan. Pengontrolan vibrasi juga diperlukan pada  kendaraan  bermotor  karena  tingkat  vibrasi
menjadi  ukuran  untuk  kenyaman  dan  keamanan saat  kendaraan  itu  dijalankan  dan  pada  pesawat udara  selama  proses  terbang  dan  pendaratan. Vibrasi pada sebuah massa sangat bergantung pada sistem suspense yang melekat pada massa tersebut. Sistem  suspensi  dapat  mereduksi  vibrasi  yang terjadi  disebabkan  permbukaan  jalan  yang  tidak rata 1 ,  dan  hal  sebalik  juga  terjadi  ketika  tekanan yang belebihan akibat perancangan sistem suspensi dapat  merusak  permukaan  jalan  [1].  Beberapa Kajian  berfokus  pada  mereduksi  kerusakan  jalan dengan  mengoptimalkan  perancangan  sistem suspensi  sudah  dilakukan  [2],[3].  Beberapa  tahun belakangan  ini,  Untuk  perancangan  algoritma pengontrolan vibrasi dan sistem suspensi mendapat perhatian yang sangat besar [4].
Perancangan sistem suspensi pada kendaraan bermotor seperti pada mobil, sepeda motor, kereta api  telah  memasuki  fase  dimana  kenyaman  dan keamanan  menjadi  perhatian  utama.  Penggunaan sistem  suspensi  berjenis  pasif  yang  terdiri  dari pegas  dan  peredam  masih  banyak  diterapkan karena  biaya  produksi  yang  lebih  rendah  serta perancangan sistem yang lebih sederhana. Penggunaan  sistem  pasif  untuk  kendaraan  yang relative  memiliki  beban  lebih  ringan  menjadi umum digunakan dibandingkan penggunaan sistem control aktif yang biasa digunakan pada beban berat yang  memerlukan  kemampuan  menyerap  energi benturan lebih besar, seperti pada roda pendaratan pesawat terbang. Sistem control aktif pada suspensi relatif memiliki biaya lebih mahal dan sistem yang lebih  rumit  dan  melibat  sistem  elektro-mekanis seperti  pada  penelitian  Hac  [5]  pada  tahun  1985 yang  menggunakan  electro-hydrolic  pada  sebuah sistem  suspensi.  Limitasi  dari  sistem  aktif  control untuk  mengontrol  berbagai  variasi  vibrasi  yang terjadi  sudah  pernah  diteliti  oleh  Karnopp  (1983, 1986)  [6],[7],  Hedrick  (1990)  [8]  dan  William (1997)  [9]  dengan  menggunakan  dua  parameter yaitu  kekakuan  roda  dan  perbandingan  berat  roda dan  badan  kendaraan.  Sistem  control  untuk suspensi  aktif  cendrung  memiliki  respon  yang lambat karena melibatkan penggunaa actuator aktif dan  penelitian  tentang  pengaruh  waktu  tunda terhadap proses aktifasi actuator pada sistem aktif control akan membatasi pengguaan sistem control ini pada beberapa aplikasi saja[10].[11].
Dengan keterbatasan sistem control aktif pada waktu  tunda  pada  respon  aktifasi  actuator  diatas maka  beberapa  penelitian  sudah  mengembangkan mekanisme baru yaitu dengan tetap menggunakan sistem  pasif  yang  diutilisasikan  yang  disebut
sebagai  MEID  (Momentum  Exchange  Impact Dumper). MEID menggunakan metoda perbedaan momentum  berdasarkan  teori  ayunan  Newton. Konsep dasar dari MEID seperti yang digambarkan pada gambar 1 dibuat dari teori benturan tiga bola, dimana  bola  pertama  dianggap  sebagai  gaya eksitasi  atau  eksternal  dari  luar  yang  membentur massa utama yang dipresentasikan oleh bola kedua, sedangkan  bola  ketiga  mempresentasikan  massa damper  yang  berfungsi  mereduksi  energi  kinetic yang  dipindahkan  dari  bola  kedua  menggunakan metoda perubahan momentum.
Gambar 1. Metoda benturan 3 bola berdasarkan teori ayunan newton [12]
Metoda MEID seperti yang digambarkan oleh gambar  2  dianggap  mampu  mereduksi  akselerasi maksimum pada vibrasi [13] dan dapat diaplikasikan pada benda seperti mesin tempah dan roda  pendaratan  pada  pesawat  terbang  [13].  Pada sistem  PMEID,  perpindahaan  energi  maksimum dari massa utama kepada massa peredam memiliki durasi  yang  sama  dengan  benturan  dari  massa damper  ke  massa  utama  [13].  Karena  kecilnya energi yang dilepaskan oleh MEID sistem ke arah massa  utama,  maka  beberapa  peneliti  mencoba menambahkan  actuator  pada  sistem  MEID  yang disebut sebagai metoda AMEID (Active Momentum  Exchange  Impact  Dumper).  Pada kenyataannya  sangat  sulit  untuk  bagi  aktuator untuk menghasil gaya besar yang ketika kontak di lakukan [14].
Gambar 2. Satu derajat kebebasan sistem PMEID [15]
Dengan keterbatasan yang dimiliki oleh sistem AMEID  dan  PMEID  maka  diperkenalkan  metoda baru memanfaatkan energi potensial yang terdapat pada pegas yang ditekan yang disebut sebagai Pre- straining  Spring.  Pre-straining  Spring  terletak antara  massa  utama  dan  massa  peredam  yang
diperkirakan mampu memberikan gaya lawan lebih besar terhadap massa utama ketika benturan terjadi, metoda ini disebut sebagai PSMEID (Pre-straining Spring  Momentum  Exchange  Impact  Dumper). Sistem  mekanisme  dumper  PSMEID  digambar pada gambar 3 .

## Gambar 3. Satu derajat kebebasan sistem PSMEID [15]
Proses  gaya  yang  disalurkan  pada  PSMEID yang  disimulasikan  dilakukan  pada  sebuah penelitian  oleh  L.son  2018  yang  berjudul  “ A  new concept  for  UAV  landing  gear  shock  vibration control  using  pre-straining  spring  momentum exchange  impact  damper ”.  Dalam  penelitian tersebut  dinyatakan  bahwa  maksimum  gaya  yang disalurkan  ketika  terjadi  benturan  pada  roda pendaratan  dan  permukaan  tanah  terjadi  pada waktu 0.15 detik setelah benturan dengan simulasi tanpa  dumper  dan  menggunakan  PMEID  seperti yang ditampilkan oleh gambar dibawah gambar 4. Dalam  menggunakan  PSMEID  disimulasikan benturan  pertama  terjadi  pada  waktu  0.083  detik dan  penyaluran  daya  maksimal  serta  percepatan maksimum  pada  massa  utama  terjadi  pada  0.14 detik.  Dari  data  grafis  pada  gambar  4  maka PSMEID dapat mereduksi penyaluran gaya sebesar 6  persen  dibanding  PMEID  yang  hanya  mampu mereduksi  hingga  1  persen  dan  mereduksi percepatan vibrasi 13,5 persen dibanding penggunaan PMEID 2.5 persen.
Gambar 4. Penyaluran gaya pada massa utama selama terjadi benturan [15]
Sistem  suspensi  aktif  dengan  metoda  prediksi waktu benturan pernah dikembangkan oleh Tanaka [17]  seperti  yang  digambarkan  pada  gambar  5. Dalam metoda ini, sebuah sensor optic diletakkan antara  massa  ekternal  dengan  massa  utama  yang fungsinya  medeteksi  gerakan  dari  massa  ekternal. Aktuator terdiri dari massa dumper, yang terpasang dengan  kuat  pada  batang  dorong.  Beban  awal menggunakan defleksi awal pegas koil diterapkan pada  batang.  Lendutan  pegas  koil  terus-menerus dilakukan  dengan  menggunakan  penjepit,  yang digerakkan  oleh  gaya  hidrolik.  Batang  awalnya diposisikan  pada  ruang  bebas  kecil  dari  massa utama.  Ketika  massa  ekternal  membentur  massa utama,  gaya  impulsif  yang  diberikan  oleh  massa ekternal  menetralkan  energi  kinetik  dari  batang, yang  dihasilkan  dengan  melepaskan  pegas  yang mendapat tekanan.
k/2 m x k/2 m d Optical sensor Push rod

## Gambar 5. Sistem suspense aktif dengan prediksi waktu benturan

## Sistem Kontrol Vibrasi
Secara  umum,  ada  tiga  kategori  jenis  suspensi untuk mereduksi vibrasi yang sudah dikembangkan sampai  dengan  saat  ini  antara  lain  suspensi  pasif, suspensi  semi-aktif,  suspensi  aktif  dengan  sistem hidrolik/pneumatic  dan  suspensi  aktif  dengan elektromagnetik.  Ketiga  sistem  suspensi  tersebut memiliki  kelebihan  dan  kekurangan  masing- masing  sesuai  dengan  aplikasinya.  Sistem  pasif tentunya  yang  pertama  kali  dikembangkan  seperti yang  terlihat  pada  gambar  6.  Sistem  pasif  sangat sederhana  dan  mudah  diaplikasikan,  karena  tidak membutuhkan energi listrik dari luar untuk bekerja, sehingga ketergantungan kepada sistem/proses lain menjadi minimal.
(a) (b)
Gambar 6. Model Suspensi Pasif (a) dan Suspensi pasif komersial (b)
Sistem pasif masih menjadi pilihan utama saat ini  karena  biaya  pembuatan  yang  relatif  murah dibanding  kategori  lain,  perancangan  yang  lebih sederhana  dan  memiliki  reliabilitas  yang  tinggi. Suspensi dengan sistem pasif umumnya diaplikasikan  pada  kendaraan  bermotor  dan gedung.  Respon  sistem  suspensi  pasif  di  tentukan oleh  dua  variabel  yang  dapat  diatur  sedemikian rupa, yaitu konstanta pegas dan koefisien redaman. Sistem  suspensi  pasif  memiliki  performansi  yang sangat  baik  ketika  frekuensi  tinggi  dan  koefisien redaman  diatur  pada  rentang  yang  rendah,  hal tersebut  berlaku  sebaliknya.  Frekwuensi  rendah sesuai dengan koefisien redaman yang tinggi.
Beberapa  penelitian  sudah  dilakukan  terkait performansi dari sistem pasif ini diantara Ankita R. Bhise  pada  tahun  2016,  melakukan  perbandingan antara  suspensi  pasif  dan  semi-aktif,  dimana suspensi pasif hanya mampu memberikan redaman 63,7%  untuk  persentasi  fluktuasi  pada  massa sprung  dilain  pihak,  suspensi  aktif  mampu memberikan  performansi  93,9%.  Penelitian  lain untuk  meningkat  performansi  pasif  suspensi dilakukan  dengan  menentukan  nilai  koefisien redaman  di  tentukan  menggunakan  metoda  PDD (position dependent damping). Aplikasi penggunaan  sistem  pasif  juga  digunakan  untuk konstuksi bangunan, penelitian yang terkait dengan perancangan  sistem  pasif  yang  disebut  sebagai pasif bar dumper untuk bangunan tahan gempah 18 . Disamping  sistem  pasif  yang  masih  terus dikembangkan,  sistem  kontrol  aktif  pada  vibrasi juga telah berkembang dengan pesat yang dimulai pada  tahun  1968  oleh  Bender,  yang  melakukan kajian  sistem  kontrol  untuk  aplikasi  suspensi kendaraan.  Tahun  1973,  Crosby  dan  karnopp memperkenalkan  konsep  redaman  aktif  (aktif dumper),  mereka  menggunakan  metoda  kontrol dengan  umpan  balik  berkecapatan  tetap  untuk sistem  kontrol.  Karnopp  pada  tahun  1984  dan Redfield  pada  tahun  1989  melakukan  kajian
tentang  pengaruh  konstanta  pegas  terhadap suspensi aktif.
(a) (b)
Gambar 7.  Model dasar Suspensi Aktif (a) Prototipe dari electromagnetic active suspension buatan Bose Corporation (b).
Pada  sistem  suspensi  aktif,  terdapat  actuator yang berfungsi sebagai pengontrol gaya dorong ke massa  utama  atau  pengontrol  fungsi  peredam sehingga vibrasi dapat direduksi dengan baik. Pada gambar  8.   diatas  Fa  adalah  sebuah  actuator yang dapat berupa hidrolik, pneumatik atau elektromagnetik, atau sistem hybrid. Jenis aktuator yang tersebut diatas dapat bekerja pada frekwensi tinggi  jika  dipasangkan  sejajar  dengan  pegas  dan damper,  sebaliknya  jika  frekwensi  rendah  pegas dan  damper  akan  aktif  untuk  mereduksi  getaran. Biaya  suspensi  aktif  tergantung  pada  bandwidth yang  disediakan,  semakin  besar  bandwidth  yang tersedia  makan  biaya  akan  semakin  besar. Pengontrol  Fa  dapat  dilakukan  dengan  algoritma pengontrol seperti PID, kontrol adaptif dan kontrol kekokohan [18].
Gaya dan energy pada vibrasi dapat dikontrol dengan baik menggunakan sistem kontrol aktif dan sistem hybrid, akan tetapi sistem ini memiliki biaya yang  relative  lebih  mahal,  design  yang  komplek serta  kesetabilan  yang  terbatas  pada  beberapa aplikasi. Karena itu dikembangkan sistem suspensi menggunakan  metoda  kontrol  semi-aktif  yang mana konstanta pegas adalah tetap dan kooefisien peredam dapat ditentu sesuai dengan beban vibrasi yang terjadi. Karnop dan Crosby pada tahun 1974 memperkenalkan  konsep  kontrol  semi-aktif  pada suspensi  dan  sistem  struktur.  Dumper  yang  dapat dikontrol  dapat  berupa  hydrolic  dumper,  electro- hydrolic dumper, magnetorheological (MR) dumper fluid.
Dalam  kontrol  semi-aktif,  mengoptimal kinerja  kontroler  seperti  pada  gambar  8.  untuk mengatur  koefisien  dumper.  Beberapa  penelitian terkait dengan optimasi kontroler pada pengontrolan  koefisiean  damper  diantaranya
menggunakan  LQR  (linear  quadratic  regurator) oleh dan nonlinear stochastic sebagai kontrolernya.
(a) (b)
Gambar 8. Model dasar Semi-aktif suspensi (a)

## MR dumper (b)

## Perancangan Sistem Suspensi PSMEID untuk UAV
Perkembangan  penelitian  tentang  kontrol vibrasi melalui  perancangan  sistem  suspensi  telah memasuki  fasa  dimana  sistem  pasif  diutilisasi menggunakan  metoda  lain,  sebagai  contoh penggunaan  perubahan  momentum  yang  disebut sebagai  MEID.  MEID  sendiri  dibagi  menjadi  2 kategori,  yaitu  PMEID  dan  AMEID.  PMEID adalah sistem suspensi passive yang menggunakan perubahan momentum dimana energi kinetic yang dihasil  ketika  tumbuhkan  pada  massa  utama  akan ditransfer  ke  massa  yang  bertindak  sebagai redaman passive. Sedangkan pada AMEID, sistem dumpernya digantikan oleh actuator dapat berubah hidrolik, pneumatic dan magnetorheological dumper.
PSMEID  adalah  satu  metoda  baru  untuk mereduksi  vibrasi  yang  terjadi  setelah  benturan antara  roda  pendaratan  dan  permukaa  tanah. Perubahan  momentum  yang  terjadi  ketika  bola pertama  bertumbukan  dengan  bola  kedua  adalah sama dengan besaran momentum ketika bola kedua bertumbukan dengan bola ketiga, begitu seterusnya bola ketiga memberikan tumbukkan dengan kepada bola kedua, sehingga posisi bola kedua akan selalu tetap. Pada proses PSMEID, bola kedua dianggap sebagai massa dari UAV, sedangkan massa benda pertama  dianggap  sebagai  permukaan  tanah  dan massa  benda  ketiga  anggap  sebagai  gayanya diberikan  oleh  pegas  yang  sudah  memiliki regangan awal yang di sebut sebagai Pre-Staining Spring .
Model dari sistem roda pendaratan dengan dapat disederhanakan  seperti  pada  gambar  9.  UAV memiliki massa utama yang dinyatakan dalam 𝑀 𝑝 yang ditopang lansung oleh roda pendaratan yang
memiliki  massa 𝑀 𝑤 dan  konstanta  pegas 𝑘 𝑤 dan konstanta  dumper 𝑐 𝑤 ,  dimana antara  kedua  massa UAV  dan  roda  pendaratan  ditempatkan  sebuah pegas  dengan  konstanta 𝑘 𝑝 dan  damper  dengan konstanta 𝑐 𝑝 .

## Gambar 9. Sistem PSMEID pada roda
pendaratan [15]

## Metodologi
Untuk  mengetahui  apakah  sistem  PSMEID dengan  memprediksi  waktu  benturan  (preview) dapat  mereduksi  percepatan  vibrasi  yang  terjadi, maka  dilakukan  ekperimental  dan  simulasi  guna membukti  berbagai  asumsi  tentang  berbedaan waktu  momentum  dan  energi  momentum  yang dilibatkan.  Pada  proses  ekperimen  dilakukan beberapa  tahapan  untuk  menghitung  beberapa parameter  yang  menunjukkan  performasinya vibrasi  yang  terjadi  diantaranya  percepatan, simpangan,  dan  energi.  Tahapan  yang  akan dilaksanakan terdiri dari:
a. Perancangan sistem sensor dan data akusisi.
b. Menguji dan kalibrasi sistem sensor yang akan digunakan.
c. Pengambilan  data  tunda  terbaik  dan  dengan variasi  nilai  konstanta  pegas  pada  PSMEID yang  diubah  guna  menetukan  yang  terbaik dalam  meredam  vibrasi  yang  terjadi  dengan mengubah beberapa variable seperti percepatan.
d. Memvariasikan  percepatan  benturan  dari  gaya ekternal untuk menganalisa
e. Menganalisa pengaruh waktu aktivasi PSMEID pada  parameter  frekwensi,  penyaluran  gaya, simpangan  maksimum,  dan  energi  yang dipindahkan.
f. Melakukan  simulasi  PSMEID  yang  dalam berbagai  kondisi  seperti  peracangan  PSMEID untuk roda pendaratan UAV.
Diagram  Eksperimen  sistem  PSMEID  yang akan dilaksanakan pada penelitian ini digambarkan pada  gambar  10.  Ada  3  jenis  massa  yang digunakan, yaitu massa utama, massa ini yang akan dideteksi  percepatan,  frekwensi,  simpangan  dan energi  vibrasi  yang  terlibat  didalamnya.  Massa kedua  di  sebut  sebagai  massa  ekternal,  yang memberikan  gaya  ekternal  kepada  massa  utama, dalam simulasi ekperimen tentunya massa ini bias diubah  nilai  tergantung  nilai  besaran  gaya  yang ingin  kita  benturkan  kepada  massa  utama.  Massa yang ketiga adalah massa dumper yang memberikan  gaya  berlawanan  dengan  massa ekternal.
Massa  utama  dan  massa  ekternal  dilengkapi oleh beberapa sensor. Pada massa utama dilengkapi oleh  3  jenis  sensor  yang  memberikan  informasi besaran  gaya  dan  energi  yang  dipindahkan  dari massa ekternal kepada massa utama ketika terjadi benturan,  sensor  berjenis  sama  terletak  pada  sisi yang berlawanan untuk mendeteksi gaya dan energi pada  saat  massa  dumper  memberikan  saya  yang berlawanan kepada massa utama. Massa utama juga dilengkapi  dengan  sensor  accelerometer  untuk mengetahui  percepatan  massa  saat  dan  setelah terjadi  benturan  dan  proximity  sensor  untuk mengetahui  simpangan  maksimum  atau  puncak
gelombang vibrasi yang terjadi. Ketiga jenis sensor tersebut  akan  terhubung  kedalam  sebuah  data akusisi NI 9861.
Massa  ekternal  dilengkapi  dengan  2  jenis sensor,  yang  memberikan  informasi  tentang percepatan  massa  ekternal  dan  jaraknya  massa ekternal  ke  massa  utama.  Kedua  sensor  tersebut akan  menentukan  percepatan  dan  kecepatan  saat saat  terjadi  benturan,  sehingga  dapat  ditentukan energi  yang  dihasilkan  ketika  benturan  terjadi. Sensor jarak dapat memberikan informasi estimasi waktu benturan yang terjadi antara massa ekternal dan  massa  utama  sehingga  controler  dapat memerintahkan solenoid untuk melepaskan sekatan pada pegas PSMEID. Dorongan besar yang memiki energi  potensial  inilah  yang  memberikan  gaya kepada  massa  damper  untuk  membentuk  massa utama dari sisi yang berlawanan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  penelitian  suspensi  aktif  dengan prediksi  waktu  benturan  diatas  maka  dalam penelitian ini akan mencoba melakukan kajian pada sistem PSMEID yang sudah dijelaskan sebelumnya dengan  menggunakan  metoda  prediksi  waktu benturan  (Preview)  dari  gaya  ekternal  ke  massa utama  sehingga  didapatkan  waktu  optimal  untuk
Microprosesor Power Supply AC to DC Massa Utama Proximity laser sensor Gyro sensor/ Accelerometer Electric Relay AC source 12 Volt Solenoid DAQ SYSTEM Massa PSMEID Sensor gaya Sensor gaya Accelerometer Arah benturan PSMEID Arah benturan Massa external Proximity sensor
Gambar 10 Perancangan ekperimen sistem PSMEID dengan prediksi waktu benturan
mengeksitasi  PSMEID  membentur  massa  utama. Pengaruh  waktu  PSMEID  dalam  simulasi  dan ekperimen  akan  ditinjau  dari  beberapa  parameter vibrasi  diantara  pergerakan  maksimum  yang terjadi,  pengaruh  nilai  konstanta  pegas,  pengaruh koefisien  redaman,  frekwensi  vibrasi,  gaya  yang disalurkan  dan  energi  yang  berubah.  PSMEID dengan  prediksi  waktu  benturan  diharapkan  dapat mereduksi  percepatan  vibrasi  dan  gaya  yang disalurkan  selama  terjadi  benturan.  Jika  grafik PSMEID  tanpa  prediksi  waktu  benturan  dianggap seperti pada gambar 6, maka pada PSMEID dengan prediksi  waktu  benturan,  waktu  tunda  antara benturan  massa  dumper  ke  massa  utama  dapat diperkecil secara signifikan.
Gambar 11.  Contoh penyaluraan gaya pada sistem PSMEID tanpa prediksi waktu
benturan
Dari  pengujian  yang  dilakukan,  didapatkan waktu  estimasi  terbaik  antara  waktu  terjadinya benturan  pada  massa  utama  sehingga  waktu  yang diperlukan  oleh  oleh  relay  untuk  mengaktifkan PSMEID  pada  ekperimen  didalam  diperlukan waktu kecil dari 30 ms. Seperti yang terdapat pada gambar 12.
Gambar 12.  Waktu  respon  solenoid  terhadap sensor getaran
Dari  gambar  12  terlihat  tegangan  getaran  yang terdeteksi  oleh  data  akusisi  berwarna  kuning  dan
tegangan  tegangan  solenoid  untuk  mengaktifkan PSMEID berwarna hijau. Tegangan terdeteksi oleh sensor getaran dan gerak pada waktu 9318 ms dan Tegangan solenoid pada 9350 ms ditunjukkan oleh pada cursur diatas.  Selisi antara sensor gerak dan vibrasi  dengan  aktivasi  solenoid  pada  PSMEID berkisar pada 32 ms.

## KESIMPULAN
Penelitian  ini  sudah  mampu  merancang  sensor gerakan  dengan  menghasilkan  kecepatan  dan percepatan  benda  saat  terjadi  benturan  yang berlebihan.  Selonoid  mampu  di  aktifkan  oleh system  untuk  menggerakan  PSMEID  guna memberikan  gerakan  yang  berlawan  dengan  arah benturan  terjadi  setelah  32  ms  setelah  benturan terjadi.

## Daftar Pustaka
[1] Hrovat,  D  1981,  “Optimum  Vehicle suspensions  minimizinn  RMS  rattleplace,
sprung-mass  acceleration  and  jerk”,  ASME Journal  of  Dynamic  System,  Measurement and Control, vol 103, no 3, pp 228-236.
[2] Cole D.J dan Cebon D, 1992, “validation of an  articulated  vehicle  simulation,  Vehicle System Dynamics”, vol 21, no 2 pp 197-223.
[3] Code DJ, Cebon D dan Besinger, F.H, 1994, “Optimisation  of  passive  and  semi-active heavy vehicle suspensions”, SAE 942309.
[4] Cole  DJ,  2001,  “Fundamental  issue  in suspension  design  for  heavy  road  vehicle, vehicle system dynamics, vol 35, no 4-5, pp. 319-360.
[5] Hac,  A,  1985,  “Design  of  Disturbance decoupled  observer  for  bilinear  systems,
ASME  Journal  of  Dynamic  System, Measurement and Control, vol 114 no 4 pp. 556-562.
[6] Karnopp,  D.C,  1983,  “active  damping  in road  vehicle  suspension  systems,  vehicle system dynamics, Vol 12, No 2. Pp. 291-316. [7] Karnopp, D.C, 1986, “Theoretical Limitations  in  active  vehicle  suspensions, vehicle system Dynamics”, Vol 15, No 1.pp. 41-54.
[8] Hedrick,  J.K,  Butsuen,  1990,  “  Invariant properties  of  automotive  suspensions”, Proceeding of the Institution of Mechanical Engineers, Part D, Vol 217, No 12, pp. 1095- 1106.
[9] William, R.A,”Automotive active
suspensions,  Part  1:  basic  principles”,
Proceeding  of  Institution  of  mechanical Engineers, Part D, Vol 211, No 6, pp. 415-
426.
[10] Hac. A., Youn, I., 1993, “Optimal design of active and semi-active suspensions including time delays and preview”, ASME journal of vibration  and  Acoustic,  Vol  115,  No.  4. Pp.498-508.
[11] Jalili,  N,  2001,  “Optimum  active  vehicle suspensions  with  actuator  time  delay”, ASME  Journal  of  Dynamic  System, Measurement and control, Vol 123, No 1,pp. 54-61.
[12] Watanabe,  T,  2004,  “Study  on  passive momentum  exchange  landing  gear  using two-dimensional analysis”, Acta Astronautica 105(2014)407–416.
[13] Son L., Matsuhisa H., and Utsuno H., 2008, “Energy transfer in a three-body momentum exchange  impact  damper”,  Journal  of System  Design  and  Dynamics,  2  (1),  425–
441, https://dx.doi.org/10.1299/jsdd.2.425.
[14] Son L., Hara S., Yamada K., and Matsuhisa
H,  2009,”Experiment  of  shock  vibration control  using  active  momentum  exchange impact  damper”,  Journal  of  Vibration  and Control, 16 (1), 49–64, https://dx.doi.org/10.1177/10775463091026 75.
[15] Son L, Mulyadi Bur dan Meifal Rusli, 2018,
“A new concept for UAV landing gear shock vibration  control  using  pre-straining  spring momentum  exchange  impact  damper”,
Journal of Vibration and Control 2018, Vol. 24(8) 1455–1468.
[16] Son L, Mulyadi Bur dan Meifal Rusli, 2015, “Fundamental Study of Momentum Exchange  Impact  Damper  Using  Pre- straining  Spring  Mechanism”,  International Journal  of  Acoustics  and  Vibration  2015,
Vol. 22(4) 442–430.
[17] Tanaka,  N.,  dan  Kikushima,  Y.  1987,  “A Study on the dynamic damper with a preview action(1 st report, a principle of the dynamic damper with a preview action)”, J. Jpn. Soc.
Mech.  Eng.,(in  Japanese),  Vol.  52  No.484, C(1986), pp.3176-3183.
[18] Mulla  A.A  dan  Unaune  DR,  2013,  “Active Suspensions  Future  Trend  of  Automotive Suspensions”,  International  Conference  on Emerging  Trends  in  Technology  and Aplication, ICETTA.

## Biodata Penulis
Darmawan ,    menyelesaikan  studi  sarjana  Teknik Elektro di Universitas Andalas dan Master bidang Mekatronik  di  IIUM  merupakan  staf  pengajar  di Jurusan Teknik Elektro Univeritas Andalas. Bidang Riset  :  Wireless  sensor,  Kontrol  Automatik, Komunikasi Data.
Pharmayeni ,  menyelesaikan studi sarjana Teknik Elektro di Universitas Andalas dan Master bidang Mekatronik  di  IIUM  merupakan  staf  pengajar  di Politeknik  ATI  Padang.  Bidang  Riset  :  Kontrol Automatik.