Kamis, 14 Mei 2009

Software Easy Java Simulation

Mendesain Eksperimen Virtual Sistem Pegas Teredam Menggunakan Software Opensource Easy Java Simulation
Submitted by madlazim on Thu, 01/03/2008 - 14:41
Mendesain Eksperimen Virtual Sistem Pegas TeredamMenggunakan Software OpenSource Easy Java Simulations (Ejs) Oleh:Madlazim Fisika FMIPA Universitas Negeri SurabayaEmail: madlazimm@yahoo.com
Abstrak Banyak sistem fisis yang membutuhkan metode komputasi dan visualisasi yang tepat dan cepat serta menarik. Tidak saja tepat dan cepat serta menarik outputnya, tetapi juga prosesnya pembuatannya juga mudah dan tidak mebutuhkan kemampuan bahasa pemrograman yang sempurna. Software Easy Java Simulation (Ejs) merupakan software yang didesain khusus untuk guru/dosen fisika, karena biasanya guru/dosem fisika umumnya memiliki kemampuan yang kurang dalam hal bahasa pemrograman.
Sistem pegas teredam dipresentasikan oleh persamaan deferensial terhadap waktu orde dua terhadap waktu seperti berikut: d2/dt2 = -k/m(x-l)-b/m(dx/dt)+f(t)/m. Persamaan ini akan dikomputasi dan visualisasi menggunakan software Ejs. Untuk mengkomputasi dan memvisualisasi sistem pegas tersebut cukup mudah, hanya memfungsikan dua panel utama, yaitu Model dan View. Model digunakan untuk menuliskan jenis variabel dan persamaan deferensialnya dan View untuk mendesain visualisasinya. Outpunya tidak saja numerik, tetapi bisa dalam bentuk visualisasi dan simulasi yang menarik dan bisa juga dalam bentuk grafik (plot grafik). Semua besaran yang terkait dengan sistem pegas teredam dapat ditampilkan outputnya, misalnya perpindahan, kecepatan, percepatan, ruang fase, energi kinetik, energi potensial dan energi kinetik vs waktu.
Kata Kunci: Software Easy Java Simulation, simulasi interaktif dan Sistem pegas interaktif.
1. Pendahuluan. Banyak gejala sains yang membutuhkan simulasi untuk mempelajarinya secara detail. Simulasi komputer untuk menyajikan fenomena alam memegang peranan penting di dalam proses pembelajaran sains. Apalagi jika dalam proses pembelajaran menggunakan media komputer untuk membantu mencapai suatu pemahaman lebih dalam pada pokok bahasan yang sedang disajikan. Sistem pegas adalah sistem fisis yang cukup kompleks. Pengukuran untuk mengetahui pengaruh redaman, massa dan konstanta pegas terhadap perpindahan dan kecepatan sistem pegas setiap saat adalah hal sulit dilakukan di laboratorium nyata. Dengan menggunakan Software Easy Java Simulation kesulitan-kesulitan tersebut dengan mudah dapat diatasi. Karena dengan menggunakan softaware Ejs tidak saja mudah dan menarik cara pengoperasiannya, tetapi juga mudah dalam membuat simulasinya.Tidak bisa dipungkiri bahwa simulasi komputer belum banyak digunakan oleh kebanyakan dari para guru dan instruktur sains di Indonesia. Hal ini terkait dengan fakta bahwa para guru sains masih segan untuk menggunakan suatu teknologi yang mereka tidak secara penuh memahaminya. Untuk itu diperlukan software yang dapat membantu para guru sains dalam mengembangkan simulasi komputer sebagai media pembelajaran sesuai dengan pokok bahasan yang mereka sampaikan. Software ini adalah suatu solusi yang baik dalam membantu para guru sains untuk menciptakan simulasi sistem sains. Beberapa kajian sudah menemukan bahwa dengan menciptakan suatu simulasi, banyak para guru mendapatkan suatu perspektif yang baru menyangkut peristiwa alam yang mereka berusaha untuk menjelaskan, yang mana hampir selalu meningkatkan kompetensi sains dan gairah mereka tentang penggunaan teknologi ini bersama-sama dengan para mahasiswa mereka. [3]Suatu pendekatan alternatif, jika para mahasiswa dilibatkan dalam menciptakan simulasi komputer sesuai dengan pokok bahasan yang mereka pelajari. Ini mempunyai keuntungan di mana proses pembelajaran dapat menghasilkan lulusan yang memiliki kompetensi tidak saja kompetensi isi (sains), tetapi juga kompetensi bidang komputer untuk membuat model yang terkait langsung dengan isi yang mereka pelajari. Tentu ini merupakan keberhasilan yang direkomendasikan best-practices dalam proses pembelajaran.[5]Penggunaan software Ejs dengan bahasa pemrograman Java lebih menguntungkan karena bahasa pemrograman Java ini bisa dioperasikan untuk semua platform, baik Windows, Linux, Solaris, MacOS atau yang lain. Selain itu bahasa pemrograman Java secara luas telah digunakan dalam dunia internet. Kelebihan ini tidak dimiliki oleh bahasa pemrograman tradisional. Ini menyiratkan Ejs, dan simulasi Fisika (Sains) yang diciptakan , dapat berupa program mandiri yang digunakan di bawah sistem operasi berbeda,atau dibagi-bagikan via Internet dan yang dijalankan di dalam halaman html oleh kebanyakan web browsers populer.[2] Permasalahannya adalah bagaimana cara mendesain simulasi interaktif sistem pegas teredam dan bagaimana hasil simulasinya?

ABSTRAK

Taufiqurrachman. 2006, Pengaruh Variasi Tebal Shim Pegas Katup TerhadapTorsi Dan Daya Motor pada Motor 4 Langkah 4 Silinder 1500 cc, Skripsi,Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

Pada motor bakar terdapat mekanisme katup yang berfungsi mengatur masuk dan keluarnya gas untuk proses pembakaran didalam silinder. Salah satu komponen katup adalah pegas katup. Pegas katup digunakan untuk menggerakkan kepala katup agar dapat menutup kembali setelah kepala katup membuka akibat gerakan nok yang diteruskan oleh batang katup dan juga untuk mengencangkan serta merapatkan penutupan katup terhadap dudukannya. Gaya menutup pegas harus dapat menutup kepala katup dengan rapat terhadap dudukannya pada silinder agar tidak terjadi kebocoran kompresi selain itu juga dapat mengatasi kelembaman mekanis katup. Seiring lama waktu dipakainya motor maka pegas katup akan mengalami penurunan gaya pegasnya. Bila pegas terlalu lemah atau gaya pegas katup kecil dapat menyebabkan terjadinya kelembaman pada pegas katup yang berakibat penutupan katup kurang maksimal. Masalah kelembaman pegas katup ini akan menyebabkan daya dan torsi motor akan turun. Untuk mengatasi masalah pegas katup yang lemah ini bisa dilakukan dengan cara mengganti pegas katup itu dengan pegas katup yang baru. Pada motor dengan jumlah silinder yang lebih dari satu tentu akan membutuhkan biaya yang banyak untuk mengganti semua pegas katupnya. Selain mengganti pegas katup yang baru ada cara lain yang lebih hemat untuk mengatasi pegas katup yang sudah lemah yaitu dengan cara mengganjal pegas katup. Untuk mengganjal pegas katup digunakan shim pegas katup. Dengan penambahan shim pegas katup diharapkan dapat mengurangi kelembaman pegas katup pada saat penutupan katup dan kebocoran kompresi tanpa harus mengeluarkan banyak biaya. Alasan inilah yang mendasari peneliti untuk mengambil judul “Pengaruh Variasi Shim Pegas Katup Terhadap Torsi dan Daya Motor Pada Motor 4 Langkah 4 Silinder 1500 cc” Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ada atau tidak adanya pengaruh yang signifikan terhadap daya dan torsi motor karena pemakaian shim pegas katup yang divariasi tebalnya pada katup masuk dan buang. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor bensin Toyota Kijang 5K 1500 cc, Hydraulic Engine Test Bed, shim pegas katup standar(0,5 mm), shim pegas katup dengan tebal 1 mm, shim pegas katup dengan tebal 2 mm dan shim pegas katup dengan tebal 3 mm. Variabel terikatnya adalah Daya motor dan tursi motor.

Sedangkan variabel kontrolnya adalah tekanan kompresi, waktu pengapian, celah busi, sudut dwell dan temperatur kerja mesin yang dikondisikan sama pada setiap perlakuan. Pengujian yang pertama dilakukan yaitu menggunakan pegas katup standar(0,5 mm), kemudian pengujian berikutnya adalah menggunakan shim pegas katup dengan tebal 1 mm, shim pegas katup dengan tebal 2 mm dan shim pegas katup dengan tebal 3 mm. Data hasil penelitian kemudian dianalisis untuk iii mengetahui ada atau tidaknya pengaruh yang signifikan dari perubahan atau variasi tebal shim pegas katup terhadap daya dan torsi motor pada motor 4 langkah 4 silinder 1500 cc. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada analisis dan grafik hasil penelitian, hal ini karena datanya berwujud angka-angka sehingga dapat memberikan hasil yang objektif. Kemudian dari data tersebut dapat diambil kesimpulan yang dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya, karena berdasarkan perhitungan yang teratur, teliti, dan tepat. Hasil analisis data menunjukkan bahwa penggunaan shim pegas katup yang divariasi tebalnya akan berpengaruh secara nyata terhadap daya dan torsi motor, hal ini ditunjukkan pada grafik hubungan daya dan putaran motor pada beberapa variasi tebal shim. Hasil analisis menunjukkan kenaikan daya tertinggi jika dirata-rata terjadi pada pemakaian shim pegas katup 2 mm sebesar 1,08 kW. Dan pada grafik hubungan torsi motor dengan putaran motor pada beberapa variasi tebal shim dapat dilihat kenaikan torsi motor tertinggi terjadi pada penggunaan shim pegas katup 2 mm sebesar 3,48 Nm. Daya motor tertinggi pada setiap pengujian variasi tebal shim terjadi pada putaran motor 2600 rpm karena pengujian ini menggunakan ¾ bukaan throtle. Torsi motor tertinggi pada setiap pengujian variasi tebal shim terjadi pada putaran motor 1800 rpm. Simpulan dari penelitian ini yaitu ada perbedaan Daya dan torsi motor akibat pengaruh variasi tebal shim pegas katup. Semakin tebal shim pegas katupnya maka semakin cepat dan rapat katup itu menutup terhadap dudukannya, kelembaman pegas katup bisa dikurangi sehingga daya dan torsi motor yang dihasilkan lebih maksimal. Tetapi jika pengganjalan shim pegas katup terlalu tebal maka dayanya akan turun karena peningkatan daya akibat pengganjalan pegas katup tidak mampu mengatasi beban kerja motor dan gaya gesek pada mekanisme katup bertanbah besar.


Torsi atau momen putar motor adalah gaya dikalikan dengan panjang lengan (Arends&Berenschot 1980:21), pada motor bakar gaya adalah daya motor sedangkan panjang lengan adalah panjang langkah torak. Bila panjang lengan diperpanjang untuk menghasilkan momen yang sama dibutuhkan gaya yang lebih kecil, juga sebaliknya bila jaraknya sama tapi gaya diperbesar maka momen yang dihasilkan akan lebih besar pula. Ini berarti semakin besar tekanan hasil pembakaran di dalam silinder maka akan semakin besar pula momen yang dihasilkan. Torsi maksimum tidak harus dihasilkan pada saat daya maksimum pada saat yang bersamaan. Torsi (momen) sangat erat hubunganya dengan efisiensi volumetrik dari motor itu, artinya momen sangat tergantung pada jumlah bahan bakar yang dapat dihisap masuk kedalam silinder dan kemudian dibakar , karena semakin banyak bahan bakar yang dapat dibakar berarti semakin tinggi atau besar pula gaya yang dihasilkan

untuk mendorong torak. harus besar pula, sedangkan pada saat itu frekwensi putarnya (n) harus rendah. Hal demikian dapat dicapai dengan suatu motor yang volume langkahnya besar dan frekwensi putarnya rendah. Momen putar besar ini diperlukan untuk mencapai daya maksimum motor (Arends&Barenschot 1980:22). Pada saat torsi motor mulai turun daya motor bisa tetap naik, hal ini bisa terjadi karena peningkatan daya motor juga disebabkan oleh frekuensi putaran lebih tinggi. Daya akan terus meningkat sampai pada frekuensi putaran mesin yang lebih tinggi tidak mampu lagi memperbaiki derajad isianya yang lebih memburu


2 komentar:

  1. pak madlazim yang terhormat dan baik hati. saya sudah mencoba membuat simulasi untuk kinematika (gerak jatuh bebas)tapi kenapa belum bisa ya......bisa bantu saya tidak pak????aku mau bisa pak.......

    BalasHapus
  2. untuk ning yang terhormat mohon Dicek di Variabel, Model (nulis rumus2nya) dan Evolution. Coba lagi dulu.Semoga sukses

    BalasHapus

Photobucket Indonesian peoples thing..