## PERENCANAAN DAN SIMULASI SISTEM PNEUMATIK PADA MESIN PRES BRIKET BLOTHONG BERBANTUAN PERANGKAT LUNAK
Darto, S.T., M.T. Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang Email : dartounmer@gmail.com

## Abstract
The  use  of  compressed  air  is  growing  over  time.  Previously,  only  limited  use pressurized  air  to  increase  the  air  pressure  in  the  tires  of  the  vehicle.  Currently pneumatic design also has grown considerably so that is no longer done manually but  can  be  done  with  the  help  of  simulation  software  ,  the  use  of  this  software  is faster and easier in terms of design. The end result of this research is  successfully implementing  a  software  simulation  of  pneumatic  systems  on  blothong  briquette press machine.

## Keywords : pneumatic systems, blothong briquette press machine, compressed air

## 1. PENDAHULUAN
Dahulu  manusia  menggunakan  udara bertekanan  untuk  berbagai  keperluan  yang tebatas  seperti  menambah  angin  ban  mobil  dll, sebenarnya  penggunaan  udara  bertekanan  masih dapat  di  kembangkan  untuk  berbagai  keperluan seperti  proses  produksi  misalnya  gerakan mekanik  yang  selama  ini  dilakukan  oleh  tenaga manusia. Gerakan mekanik juga dapat di lakukan oleh  komponen  pneumatic  seperti  silinder pneumatic,  motor  pneumatic,  robot  pneumatic dll.  Perpaduan  gerakan  mekanik  oleh  akuator pneumatic  dapat  di  padu  menjadi  gerakan mekanik  untuk  keperluan  proses  produksi  yang terus menerus continue dan flexible.
1. Untuk  mendalami  penggunaan  ,dan  cara kerja system otomasi pneumatic.
2. Memberikan contoh aplikasi penggunaan system otomasi pneumatic secara sederhana dan secara nyata.
dibahas mengenai perancangan sistem pneumatik  dengan  menggunakan  perangkat lunak dipilih karena penggunaannya yang luas di dalam  dunia  industri  maupun  dalam  kehidupan sehari-hari
Untuk  mempermudah  perencanaan  dan memperjelas ruang lingkup permasalahan penulis membatasi pembahasan sampai simulasi perancangan sistem pneumatik.
Adapun  tujuan  dari  penyusunan  laporan yaitu:
1. Untuk  mengetahui  kerja  suatu  sistem pneumatik  dan  mengetahui    proses pengepresan briket
2. Mengetahui fungsi dari komponen pneumatik  yang  ada,  baik  dalam  simbol yang  tertera  pada  setiap  komponen maupun dalam sistem rangkaian
geraknya.
3. Mampu memahami, membuat perancangan  dan  perhitungan  sistem pneumatik
4. Untuk menambah  wawasan pengetahuan mahasiswa  terhadap  hal  –  hal  yang berkaitan dengan teknologi tepat guna
Pneumatik  selalu  berhubungan  dengan teknik  penggunaan  udara  bertekanan  baik tekanan  di  atas  1  atmosfir  maupun  tekanan  di bawah  1  atmosfer  ( vacuum ).  Peneumatik merupakan  ilmu  pengetahuan  dari  semua  proses mekanisme  di  mana  udara  memindahkan  suatu gaya  atau  gerakan.persamaan  dalam  penggunaan tersebut ialah udara sebagai fluida kerja.
Udara  di  permukaan  bumi  ini  terdiri  dari campuran bermacam-macam gas, komposisi dari macam  gas  tersebut  antara  lain  78%  oksigen, 21%  nitrogen,  1%  gas  lainnya  seperti  karbon dioksida  dll.  Dalam  sistem  pneumatik  udara difungsikan  sebagai  media  transfer  dan  sebagai penyimpan  tenaga  (daya)  yaitu  dengan  cara  di kempa  atau  di  mampatkan.  Udara  termasuk golongan  fluida  karena  sifatnya  yang  selalu mengalir  dan  bersifat compressible (mampu kempa).
Efektifitas system gerak pneumatik memiliki batas-batas  tertentu  yaitu  penggunaan  diameter piston  antara  6  sampai  dengan320  mm,  serta panjang  langkah  1  sampai  dengan  2000  mm. tekanan  atau  tenaga  yang  di  berikan  untuk  kerja pneumatic  yaitu  2  sampai  15  bar  dapat  juga bekerja  di  bawah  1  atmosfer  (vacuum).  Selain mempertimbangkan system gerak pneumatik ada beberapa  keuntungan  dan  kerugian  yang  perlu juga di pertimbangkan,antara lain:
1. Keuntungan Pneumatik
a. Fluida mudah di dapat Udara  di  mana  saja  tersedia  dengan jumlah  yang  tak  terhingga  serta  udara bekas  yang  di  hasilkan  dari  proses penekanan  pada  pneumatik  dapat  di buang bebas
b. Bersih dan kering Udara  mampat  adalah  bersih  dan  kering jadi  apabila  terjadi  kebocoran  pada saluran  perpipaan  tidak  akan  mengotori lingkungan  sekitar  pipa  yang  terjadi kebocoran
c. Tidak peka terhadap suhu Jadi  udara  yang  di  gunakan  sepenuhnya bersih  sehingga  dapat  di  gunakan  baik pada  suhu  tinggi  mau  pun  suhu  yang rendah,udara  mampat  juga  dapat  di gunakan pada tempat yang sangat panas
d. Aman terhadap kebakaran dan ledakan Keamanan kerja serta produksi besar dari udara mampat tidak mengandung bahaya kebakaran maupun ledakan
2. Kerugian Pneumatik
a. Gaya tekan terbatas
Udara mampat hanya dapat membangkitkan gaya yang terbatas.Untuk  gaya-gaya  yang  besar pada suatu tekanan bisa dalam jaringan,dan  di  butuhkan  diameter  torak yang besar
b. Biaya energi tinggi Biaya produksi udara mampat tinggi oleh karena  itu  untuk  produksi  dan  distribusi di butuhkan peralatan – peralatan khusus
c. Menimbulkan suara bising
Udara  yang  di  tiup  keluar  menyebabkan kebisingan  terutama  dalam  ruang-ruang kerja yang sangat mengganggu Setelah mengetahui keuntungan kerugian dan efektifitas  pneumatic  selanjutnya  yang  perlu  di ketahui dalam system pneumatic yaitu pneumatic terdiri dari  rangkaian beberapa komponen  antara lain:
a. Acumulator Acumulato  atau  silinder  kerja  merupakan peralatan  pneumatic  yang  melakukan  kerja langsung.acumulator  gerak  linear  terdiri  dari beberapa jenis yaitu single acting dan double acting
b. Katup control solenoid
Katup control berfungsi untuk mengatur arah udara kempa yang akan bekerja menggerakan  akuator. Katup solenoid terdiri dari  beberapa  jenis,  pemberian  nama  dari setiap  jenis  berdasarkan  pada  jumlah  lubang (port),  jumlah  posisi  kerja,jenis  pengerak katup dan nama tambahan lain sesuai dengan karakteristik  katup.jenis  katup  solenoid seperti 2/2, 3/2, 4/2, dan 5/2
c. Kompresor Kompresor  berfugsi  untuk  membangkitkan udara bertekanan dengan cara menghisap dan memampatkan  udara  kemudian  di  simpan  di dalam  tangki  udara  sampai  udara  mencapai tekanan yang di perlukan.
d. Air service unit Merupakan unit pengolehan udara bertekanan,  udara  kempa  yang  akan  masuk dalam  sistem  pneumatik  harus  memenuhi persyaratan  seperti  tidak  mengandung  debu, kadar  air  rendah,  mengandung  pelumas  hal ini bertujuan sebagai perawatan dari komponen  pneumatic.komponen  pendukung air service unit anara lain:
1. Filter udara Berfungsi  sebagai  alat  penyaring  udara
yang  diambil  dari  udara  luar  yang  masih banyak mengandung kotoran. Filter
Perencanaan Dan Simulasi Sistem Pneumatik 7
Darto, S.T., M.T.
berfungsi untuk memisahkan partikel- partikel yang terbawa seperti debu dll.
2. Tangki udara Berfungsi  untuk  menyimpan  udara bertekanan  hingga  pada  tekanan  tertentu hingga  pengisian  akan  berhenti,  kemudian dapat digunakan sewaktu-waktu diperlukan
3. Pengering udara Berfungsi  untuk  mengeringkan  udara yang  mengandung  air  agar  tidak  merusak komponen pneumatic
4. Tabung pelumas
Komponen
sistem
pneumatik memerlukan  pelumasan  ( lubrication )  agar tidak  cepat  aus,  serta  dapat  mengurangi panas  yang  timbul  akibat  gesekan.  Oleh karena  itu  udara  bertekanan/mampat  harus mengandung  kabut  pelumas  yang  diperoleh dari tabung pelumas pada regulator.
5. Regulator udara bertekanan Udara  yang  telah  memenuhi  persyaratan, selanjutnya  akan  disalurkan  sesuai  dengan kebutuhan.  Untuk  mengatur  besar  kecilnya udara  yang  masuk,  diperlukan  keran  udara yang terdapat pada regulator, sehingga udara yang  disuplai  sesuai  dengan  kebutuhan kerjanya
e. Konduktor dan Konektor
Konduktor  dan  konektor  merupakan  komponen yang menyalurkan udara kempa menuju komponen  pendukung  pneumatik  sapai  ke akuator  sehingga  menjadi  satu  rangkaian pneumatik.

## Prinsip Kerja Mesin Pres Briket
Udara  disedot  oleh  kompresor  dan disimpan  pada  reservoir  air  (tabung  udara) hingga  mencapai  tekanan  kira-kira  sekitar  6  –  9 bar.  Karena  bila  tekanan  hanya  dibawah  6  bar akan  menurunkan  daya  mekanik  dari  silinder kerja  pneumatik  dan  sedangkan  bila  bertekanan diatas  9  bar  akan  berbahaya  pada  sistem perpipaan  atau  kompresor.  Selanjutnya  udara
bertekanan  itu  disalurkan  ke  sirkuit  dari pneumatik  dengan  pertama  kali  harus  melewati air dryer (pengering udara) untuk menghilangkan kandungan  air  pada  udara.  Dan  dilanjutkan menuju ke katup udara ( shut up valve ), regulator, valve  dan  menuju  ke  silinder  kerja.  gerakan  air cylinder  ini  tergantung  dari  valve.  Bila  valve menyalurkan  udara  bertekanan  menuju  ke  inlet dari air cylinder maka piston akan bergerak maju sedangkan  bila  selenoid  valve  menyalurkan udara  bertekanan  menuju  ke  outlet  dari  air cylinder maka piston akan bergerak mundur.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## Sistem Pneumatik Yang Dirancang

## Diagram Rangkaian Sistem Pneumatik
 Proses Simulasi Sistem Pneumatik
 Gambar komponen pneumatic
Perencanaan Dan Simulasi Sistem Pneumatik 9
Pada Mesin Pres Briket Blothong Berbantuan Perangkat Lunak
Darto, S.T., M.T.

## Perhitungan Komponen Sistem Pneumatik
a. Ukuran tangki udara Di ketahui: Kapasitas kompresor = 147 ltr/min Kerugian tekanan = 0,1 bar Volume tabung kompresor  = 0,16 m 3 Tekanan ijin kompresor = 9 bar
V B =
V B = V B = 1,58  m 3
b. Dimensi Silinder Pneumatik Diketahui: Diameter dalam piston = 70 mm Diameter batang piston =  50 mm Tekanan pengukutan  = 7,8 bar Efisiensi = 95 % Suhu setelah pemampatan   = 39,9 o
A 1 = = = 38,48 cm 2 F 1 = = = 2851,368 N A 2 = = = 19,63 cm 2 F 2 = = = 1454,583  N
c. Kebutuhan udara mampat
Diketahui:
Luas penampang piston A 1 = 38,48 cm 2
Luas penampang piston A 2 = 19,63 cm 2
Panjang langkah piston = 500 mm Kontak/menit = 1 kali Tekanan pengukuran = 7,8 bar Takanan udara luar =1 bar Q v1 = = 38,48 cm 2 = 30014,4 cm 3 /min = 300,144 ltr/min
Q v2 = = 19,63 cm 2 = 15311,4 cm 3 /min = 153,114 ltr/min
d. Kecepatan gerak piston Diketahui: Kebutuhan udara mampat Q v1 =300,144 ltr/min Kebutuhan udara mampat Q v2 =153,114 ltr/min Luas penampang batang piston A 1 = 38,48 cm 2 Luas penampang batang piston A 2 = 38,48 cm 2
V 1 = = = 78 m/min = 1,3 m/s V 2 = = = 78 m/min = 1,3 m/s
e. Waktu yang di butuhkan Diketahui : Panjang langkah piston = 500 mm Kecepatan gerak maju piston   = 78 m/min
Kecepatan gerak mundur piston = 78 m/min
t 1 = = = 0,38 detik t 2 = =
= 0,38 detik
f. Perhitungan daya kompresor Diketahu i :
Kebutuhan udara mampat  =300,144 ltr/min Tekanan pengukuran = 7,8 bar Efisiensi kerja = 95 P output = Q v x P e =
= 3,9 kW P Motor = = = 4,105 kW

## Pembahasan Hasil Perhitungan
 Kapasitas Tabung Kompresor Kapasitas  tabung  kompresor  dipengaruhi oleh  volume  dari  tabung  kompresor  di  kali tekanan  absolut.Untuk  tabung  kompresor  di sini di ketahui sebesar 0,16 m 3 serta Tekanan absolut sebesar 9,68 bar didapat nilai sebesar itu  dihitung  menggunakan  rumus  di  atas. Tekanan  absolut  di  pengaruhi  oleh  tekanan ijin dan tekanan atmosfir. Sehingga kapasitas tabung kompresor setelah dihitung
mendapatkan hasil sebesar 1,58 m 3
 Gaya Maju Piston Setelah  di  lakukan  perhitungan  gaya  maju piston  di  dapatkan  hasil  sebesar  2851,37  N .gaya maju piston tersebut di pengaruhi oleh luas  panampang  piston,  tekanan  pengukuran serta  efisiensi.  untuk  efisiensi  direncanakan sebesar  95%,  untuk  tekanan  pegukuran biasanya digunakan 2 sampai 15 bar.
 Gaya Mundur Piston Gaya mundur piston  sama  seperti gaya maju piston yang dipengaruhi oleh luas panampang piston, tekanan pengukuran serta efisiensi.dari  hasil  perhitungan  didapat  gaya mundur  piston  yaitu  sebesar  1454,85  N. didapat  nilai  yang  berbeda  antara  gaya  maju
dan  mundur  piston  di  karenakan  luas penampang batang piston yang berbebeda.
 Kebutuhan Udara Mampat Kebutuhan  udara  mampat  di  sini  didapatkan
2  nilai  karena  acuator  atau  silinder  yang  di gunakan  di  sini  adalah double  acting cylinder .  Kebutuhan  udara  mampat  pada perencanaan  pneumatik  dipengaruhi  oleh luas  penampang  piston,  panjang  langkah piston,  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  piston menempuh  panjang  langkah    tersebut  serta tekanan  absolut.  Sehingga  berdasarkan  hasil perhitungan  didapat  nilai  (Q v )  sebesar Q v1 =300,144 ltr/min dan Q v2 =153,114 ltr/min
 Kecepatan Gerak Maju Piston Kecepatan  gerak  maju  piston  dipengaruhi oleh kebutuhan udara mampat dibagi dengan luasan,  untuk  menghitung  kecepatan  gerak maju piston di gunakan Q v1 dan untuk luasan juga  menggunakan  A 1 sehingga  dihasilkan nilai kecepatan sebesar 78 m/min.
 Kecepatan Gerak Mundur Piston Kecepatan gerak mundur piston sama dengan kecepatan  gerak  maju  piston,  bila  dilihat pada  data  perhitungan  terlihat  nilai  Q v1 dan Q v2 serta  A 1 dan  A 2 keduanya  sebanding sehingga  saat  di  hitung  untuk  mencari kecepatan gerak mundur piston Q v2 dibagi A 2 maka hasilnya sama.
 Waktu Langkah Maju & Mundur Piston
Untuk  menghitung  waktu  yang  di  butuhkan factor  yang  mempengaruhi  ialah  panjang langkah piston dan kecepatan gerak piston,pada  perhitungan  sebelum  nya  di ketahui  kecepatan  gerak  piston  ialah  sama sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  untuk piston  maju  dan  mundur  sama  yaitu  sebesar 0,38 detik.
 Daya Luaran Pompa Daya luaran pompa di hitung dari kebutuhan udara  mampat  dikali  dengan  tekanan pengukuran,  untuk  kebutuhan  udara  mampat di  gunakan  nilai  yang  terbesar,  sehingga
Perencanaan Dan Simulasi Sistem Pneumatik 11
Pada Mesin Pres Briket Blothong Berbantuan Perangkat Lunak Darto, S.T., M.T.
didapat  nilai  daya  luaran  pompa  sebesar  3,9 kW
 Daya Motor Kompresor Daya motor kompresor didapat dari daya luaran  pompa  dibagi  dengan  efisiensi, sehinggan  daya  motor  kompresor  dapat diketahui sebesar 4,105 kW

## 4. KESIMPULAN
a. Telah  dapat  dirancang  dan  disimulasikan mesin press briket blothong dengan menggunakan  sistem  pneumatik  berbantuan perangkat lunak.
b. Pengembangan  alat  pembuat  briket  dengan sistem kendali pneumatik,
dapat menghasilkan  waktu  proses  kerja  yang  lebih cepat  dari  pada  alat  pembuat  briket  manual hal ini dapat dilihat dari perhitungan langkah maju piston yang sebesar 0,38 detik.
c. Daya  luaran  pompa    yang  dibutuhkan  untuk memenuhi  kebutuhan  udara  dalam  rangka menunjang  kerja  dari  alat  Pres  Briket Blothong yaitu sebesar 3,9 kW
d. Daya  motor  kompresor  yang  dibutuhkan untuk  menggerakkan  kompresor  pada  alat pres briket blothong adalah 4,1 kW

## 5.  REFERENSI
[1]  H. Meixner, E. Saver, 1989, Introduction to
Electro-Pneumatic, Esslingen
:Festo
Didactic KG.
[2]  Joseph J Sullivan, Hadi Podo, 1996, Kamus Ungkapan  Inggris-Indonesia  Dictionary  of Idioms  and  Idiomatic Expressions, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.
[3]  Peter  Patient,  Roy  Pickup,  Norman  Powell, 1985,  Pengantar  Ilmu  Teknik  Pneumatika, Alih  Bahasa  Alex  Tri  Kantjono  Widodo, Jakarta : Gramedia.
[4]  Sisjono,  1997,  Sistem  Kontrol  Nyumatik, Bandung  :  Departemen  Pendidikan  dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar  dan  Menengah  Pusat  Pengembangan Penataran Guru Teknologi Bandung.
[5]  ______,  1999,  Pneumatik  dan  Hidrolik Lanjut,  Bandung  :  Departemen  Pendidikan Nasional  Direktorat  Pendidikan  Dasar  dan
Menengah  Pusat  Pengembangan  Penataran Guru Teknologi Bandung.
[6]  ______,  Petrus  Uty,  2001,  Dasar-dasar Teknik  Otomasi,  Bandung  :  Departemen Pendidikan  Nasional  Direktorat  Pendidikan Dasar  dan  Menegah  Pusat  Pengembangan Penataran Guru Teknologi Bandung.
[7]  Sugihartono,  1992,  Dasar-dasar  Teknik Kontrol  Pneumatik,  Bandung  :  Divisi
Pengembangan Bahan Belajar PPPG
Teknologi Bandung.
[8]  __________,  1995,  Diagram  Rangkaian Pneumatik,  Bandung  :  Media  Cetak  PPPG Teknologi Bandung.
[9]  S.  Wojowasito,  Tito  Wasito  W,  1980, Kamus Lengkap
Inggris-Indonesia Indonesia-Inggris,  Bandung  :  Penerbit Hasta.
[10] Suyanto,  2002,  Kumpulan  Modul  Latihan Lewat  Simulator  Pneumatik  Tingkat  Dasar, Yogyakarta :Universitas Negeri Yogyakarta.
[11] Thomas  Krist,  1993,  Dasar  -  dasar Pneumatik,  Alih  Bahasa  Dines  Ginting, Jakarta : Erlangga.
[12] Tim  Penulis,  Pneumatik,  Jakarta  :  Festo Didactic
[13] Volker  von  der  Heide,  Franz-Josef  Hölken, Arbeitsbuch Steuerungstechnik Metall