Laporan Pendahuluan
Mata Kuliah
MS3205 Perancangan I
Oleh:
Kelompok : 2
Anggota Kelompok :
Ferdiansyah Fairuz N. (13115053) Fajar Feriansyah (13115101) Muhammad Faris S. (13115134)
Dosen Pembimbing : M. Agus Kariem
Program Sarjana Teknik Mesin Fakultas
Teknik Mesin dan Dirgantara Institut
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pemilihan Produk
Sebagai negara kepulauan dengan sumber daya yang melimpah menjadikan Indonesia memiliki potensi sebagai negara maju. Indonesia disebut sebagai negara kepulauan karena menurut data Departemen Dalam Negeri Republik Indonesia tahun 2004, Indonesia memiliki pulau sebanyak 17.504 buah. Potensi sumber daya Indonesia dapat dimanfaatkan dengan baik jika pulau satu dengan pulau lain terhubung dengan baik. Dengan jumlah pulau yang cukup banyak menuntut digunakannya transportasi laut maupun udara dalam jumlah yang besar.
Dalam prosesnya transportasi yang paling ideal digunakan adalah transportasi laut. Hal itu dikarenakan Indonesia memiliki banyak sekali pulau-pulau kecil. Keberadaan pulau-pulau kecil ini tidak dapat dibiarkan begitu saja karena memiliki beragam potensi dari segi sumber daya,
pariwisata dan lain-lain. Pulau kecil pada umumnya sangat terbatas dalam hal wilayah sehingga kurang memungkinkan jika digunakan penghubung berupa transportasi udara. Faktor lainnya adalah karena biaya, besar muatan yang diangkut dan masih banyak yang lainnya sehingga transportasi laut cenderung lebih digunakan sebagai penghubung antar pulau.
merupakan factor penting ataupun utama. Salah satu alat yang dapat menunjang factor keselamatan adalah pelampung. Pelampung pada
umumnya tersedia pada setiap kapal namun dalam jumlah yang terbatas dan tidak ada di seluruh ruangan kapal. Hal itu cukup berbahaya karena saat kapal tenggelam, penumpang hanya memiliki waktu yang sedikit untuk menyelamatkan diri. Selain itu ketika seseorang telah menggunakan pelampung dan berada di perairan laut, dehidrasi merupakan factor utama yang menentukan keselamatan orang tersebut. Berdasarkan permasalahan tersebut kami membuat suatu alat berupa tas yang dapat mengembang menjadi pelampung sehingga penumpang dapat langsung menggunakannya saat kondisi darurat dan terdapat fitur penampung air hujan agar pengguna tidak mengalami dehidrasi.
1.2. Data Pendukung
Faktor keselamatan pada transportasi laut di Indonesia masih belum baik. Hal itu dapat dilihat pada data yang kami survei dimana hamper tiap bulan terdapat kecelakan kapal yang menyebabkan adanya korban jiwa. Hasil survei kami dapat dilihat sebagai berikut:
No Nama Kapal dan Tanggal Korban Jiwa Daerah
1 Kapal KLM Tuli 28-03-2018 2 orang
Elo, Sulawesi dinyatakan hilang Tengah
2 Tug Boat Virgo 99, 1-12-2017 2 orang meninggal perairan
Jakarta-Cirebon
3 Kapal rakyat, 9-3-2018 4 orang hilang Sumenep Jawa
4 Perahu motor, 9-3-2018 19 orang hilang Waropen Papua
5 KM Pinang Jaya, 31-1-2018 3 orang hilang Cirebon
1.3. Studi Literatur, Survei Alat, & Mekanisme Alat Sejenis
Dalam survei kami di Internet alat yang kami rancang memiliki fungsi yang serupa dengan tas pelampung seperti:
Namun tas pelampung yang sudah ada tidak menunjang untuk transportasi laut namun berguna untuk kegiatan water sport karena
Diantara paten yang kami telusuri, kami tidak menemukan lat sejenis dimana sebuah tas dapat mengembang menjadi pelampung. Paten yang kami temukan hanya jenis pelampung biasa dengan menggunakan beragam mekanisme sebagai contoh:
• US 8357020 b2 (life jacket)
• US 2629116 (life jacket)
BAB II
DESIGN REQUIREMENTS & OBJECTIVES
Berdasarkan pernyataan masalah yang telah dijabarkan pada bab 1 yang disertai dengan sedikit penjelasan mengenai perencanaan solusi yang telah dibuat maka pada bab ini akan dijabarkan lebih lanjut mengenai perancangan dari solusi yang dibuat untuk permasalahan tersebut. Pada kasus kecelakaan transportasi laut, banyak kejadian dimana penumpang tidak sempat menyelamatkan barang-barang penting yang dibawanya bahkan nyawanya sendiri. Hal tersebut disebabkan oleh banyak faktor. Oleh karena itu, tim perancangan kami memiliki solusi untuk meningkatkan faktor keselamatan penumpang transportasi laut dari barang yang sangat relevan dibawa dan dekat dengan penumpang tersebut yaitu tas ransel. Tas ransel tersebut akan dirancang supaya dapat sekaligus menjadi pelampung untuk dapat meningkatkan faktor keselamatan penumpang transportasi laut beserta barang-barang penting yang dibawanya (barang-barang elektronik salah satunya). Selain itu tas ransel yang kami rancang juga bertujuan untuk meningkatkan waktu bertahan hidup korban kecelakaan kapal hingga ditemukan oleh tim penyelamat yaitu melalui beberapa fitur tambahan yang akan melengkapi tas ransel ini.
Selanjutnya berikut ini merupakan penjelasan lebih DR&O beserta justifikasi dari solusi yang kami buat. Pada penjabaran tas ransel ini kami kategorikan berdasarkan kebutuhan perancangan kami berdasarkan must (keharusan) dan wish(harapan). Dengan demikian, berikut merupakan kategori dari must.
1. Pada tas ransel darurat akan menggunakan otomasi mengembangnya pelampung melalui dua pilihan mekanisme yaitu dengan menggunakan mini kompresor atau mekanisme tarik regulator tabung CO2.
3. Tas ransel akan memiliki sistem penanggulangan dehidrasi dengan menggunakan penadah hujan yang menggunakan prinsip payung terbalik yang airnya dialirkan ke wadah yang telah disediakan di dalam tas. 4. Beberapa fitur tambahan yang mendukung dalam peningkatan faktor
keselamatan penumpang kapal juga akan diaplikasikan pada tas ransel darurat ini seperti adanya lampu SOS, terdapat peluit darurat, dan terdapat mekanisme pengembang pelampung secara manual yaitu ditiup.
Kemudian berikut merupakan kategori dari wish.
1. Menurut estimasi pelampung akan mengembang dalam waktu sekitar 5 detik untuk mekanisme tarik regulator tabung CO2, 15 detik untuk mekanisme menggunakan mini kompresor, dan 1 menit untuk mekanisme manual yaitu dengan ditiup.
2. Wadah di dalam tas ransel yang dapat menampung dan menyimpan air sebanyak 2 liter.
3. Daya baterai untuk menyalakan kompresor sebesar 2100 mAH. 4. Tas ransel masih memiliki daya tarik dengan menjaga nilai estetik
dari mode tas saat ini sehingga tas ransel darurat dapat digunakan dalam aktivitas sehari-hari.
Setelah itu didapatkan spesifikasi dari tas ransel darurat yang akan kami buat seperti berikut.
1. Harga produksi maksimal 2,5 juta rupiah
2. Ukuran mini kompresor yaitu diameter 37 cm dan tinggi 6,5 cm 3. Kapasitas tas minimum 40 liter
4. Baterai Li-Po 3S 12 volt
BAB III
PENGEMBANGAN ALTERNATIF AWAL
Setelah adanya pedoman dari DR&O yang telah dibuat sebelumnya maka didapat dua alternatif desain yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihannya yaitu tas ransel darurat dengan otomasi mengembangkan pelampung dengan menggunakan mini kompresor atau mekanisme tarik dari regulator tabung CO2. Dua alternatif awal tersebut dibandingkan kelebihan dan kekurangannya supaya dapat diputuskan untuk menggunakan salah satu dari kedua alternatif tersebut. Mengapa harus memilih salah satu dari kedua alternatif tersebut? Karena volume yang digunakan pada tas tersebut akan semakin berat dan kapasitas tas akan berkurang apabila kedua mekanisme tersebut digunakan. Selain itu biaya yang dikeluarkan untuk produksi tas ransel darurat juga akan semakin mahal sehingga harga jualnya pun akan tidak terjangkau oleh target pasar.
Pada mekanisme pengembangan pelampung dengan menggunakan mini kompresor memiliki ukuran yang cukup besar ditambah dengan mini kompresor membutuhkan baterai sebagai sumber daya yang digunakan untuk menjalankan kompresor tersebut. Berat dari tas pun akan bertambah dengan adanya mini kompresor ditambah dengan baterai. Selain itu kompleksitas dari mekanisme ini juga cukup tinggi karena secara umum komponen ini akan beroperasi ketika kondisi di perairan maka diperlukan frame atau kotak pelindung dari kaca akrilik yang digunakan untuk melindungi mini kompresor dan baterai dari air. Selain itu pada mekanisme ini juga membutuhkan sistem kendali yang dapat mengatur tekanan maksimum yang dibutuhkan pelampung. Penggunaan mini kompresor juga lebih banyak digunakan dibandingkan dengan tabung CO2. Karena
Kemudian pada mekanisme tarik regulator tabung gas CO2 ukurannya lebih kecil, tidak memerlukan ruang yang cukup besar, dan beratnya pun ringan. Kompleksitas dari mekanisme ini juga terbilang sederhana karena hanya ada tabung gas CO2 dan regulatornya yang dapat diatur dengan mekanisme tarik. Namun harga dari tabung gas CO2 dan regulatornya sangat mahal dibandingkan dengan harga mekanisme mini kompresor. Kemungkinan kegagalan dari
mekanisme ini juga belum diketahui. Oleh karena itu, apabila menggunakan mekanisme ini perlu pertimbangan dan perhitungan yang sangat matang agar tidak terjadi kegagalan ketika proses produksi.
Selain adanya 2 pilihan mekanisme tersebut, tim kami juga
mempertimbangkan apabila terjadi kegagalan mekanisme ketika kondisi darurat sedang terjadi yaitu dengan menyediakan mekanisme manual dengan
mengembangkan pelampung dengan cara ditiup melalui selang. Fitur-fitur tambahan yang mendukung dan meningkatkan faktor keselamatan juga kami pertimbangkan dalam tas ransel darurat seperti adanya peluit darurat yang digunakan untuk mengirim tanda atau kode kepada tim penyelamat dan adanya wadah penampung air untuk menghindari kasus dehidrasi ketika korban
kecelakaan kapal berada di lautan. Kemudian untuk fitur lampu SOS berdasarkan hasil analisis dari tim akan menambah penggunaan energi dari sumber daya yang akan kami gunakan sedangkan tim kami mempertimbangkan apabila terdapat kebocoran pada pelampung maka energi tersebut dapat disimpan dan digunakan ketika terjadi kebocoran pada pelampung sehingga sumber daya tetap dapat menyalakan mini kompresor pada kondisi tersebut.
juga menambah berat. Sistem ini dapat dimodifikasi supaya sesuai dengan tas ransel agar menjaga nilai estetik. Biaya maintenance ataupun biaya kegagalan pada pembuatan prototipe pun tidak terlalu mahal. Namun kompleksitas dari sistem ini masih perlu diperhatikan sehingga dapat menyebabkan sistem ini menjadi mudah rusak. Salah satunya yaitu tim kami akan menggunakan payung buka-tutup otomatis sehingga mempermudah pemakaian dan mengantisipasi kerusakan mekanisme payung. Pada mekanisme ini untuk menjamin air hujan layak konsumsi maka tim kami akan menambahkan prosesor pembunuh kuman dan karbon aktif pada saluran air dari payung menuju hydropack. Lalu sistem desalinasi air yang menggunakan membran memang memiliki volume yang lebih kecil dan lebih ringan. Selain itu kompleksitas dari sistem ini bisa dibilang sederhana karena seperti menggunakan prinsip filtering sehingga umur operasi sistem ini bisa menjadi lebih lama dibandingkan sistem payung terbalik. Namun biaya yang dibutuhkan untuk sistem ini sangat mahal sehingga tidak sesuai dengan tas ransel yang kami buat dan target pasar kami yaitu pelanggan penumpang kapal.
Selain itu tim kami juga mempertimbangkan untuk pengguna tas ransel dan penumpang kapal yang suka membawa barang-barang penting seperti laptop, smartphone, atau dokumen penting lainnya. Oleh karena itu kami memberi nilai tambah pada tas ransel darurat ini dengan menyediakan kantong anti-air di dalam tas tersebut. Prinsip kerjanya hampir sama dengan kantong laptop seperti pada tas ransel lainnya tetapi pada kantong ini bahannya menggunakan bahan yang water-proof dan ditutup dengan menggunakan vacuum zipper sehingga barang yang berada didalamnya dapat terlindungi dari air. Kemudian tim kami juga akan menyediakan fitur peluit darurat yang rencananya akan dipasang pada bagian
BAB IV
EVALUASI DAN PEMILIHAN ALTERNATIF DESAIN
Berikut adalah kategori alternatif desain dari ransel darurat.
1. Berdasarkan mekanisme pengembang pelampung a. Ransel menggunakan kompresor
Pelampung dikembangkan menggunakan mini kompresor dengan tegangan DC 12 V. Kompresor tersebut akan dinyalakan dengan catu daya dari baterai dengan kapasitas 2200 mAh. Kompresor juga
dihubungkan dengan kontroler Arduino untuk pengaturan tekanan yang diberikan kompresor.
b. Ransel menggunakan tabung gas tarik
Pelampung dikembangkan menggunakan tabung gas CO2. Mekanisme
pengembang pelampung dengan menarik pelatuk pada tabung. Gas CO2
akan keluar mengisi ruang pelampung sehingga pelampung mengembang. Tabung gas tersebut hanya dapat digunakan sekali. Ransel membutuhkan katub pengontrol tekanan gas CO2 agar tekanan pelampung tidak terlalu
tinggi yang dapat membuat pelampung pecah.
Berikut adalah pertimbangan dalam pemilihan dari kedua alternatif tersebut.
3 Harga ++ 2
4 Kompleksitas - -1
5 Kemungkinan Fail 0 0 6 Jumlah Penggunaan + 1
7 Biaya saat Fail ++ 2 (Testing)
8 Biaya Maintenance ++ 2
Jumlah 4
Berdasarkan pertimbangan faktor penilaian, kompresor dipilih sebagai alternatif yang akan digunakan dalam rancangan.
2. Berdasarkan mekanisme pemanfaatan air untuk kebutuhan minum a. Ransel menggunakan payung terbalik
Payung terbalik digunakan untuk menampung air hujan. Air hujan
tersebut akan disimpan dalam penampung. Air disimpan untuk kebutuhan minum saat keadaan darurat.
b. Ransel menggunakan desalinasi air
Berikut adalah pertimbangan dalam pemilihan dari kedua alternatif tersebut.
Alternatif
No. Faktor Penilaian Payung Terbalik Desalinasi
Air Perbandingan Nilai
1 Ukuran - -1
2 Berat - -1
3 Harga +++ 3
4 Kompleksitas - -1
Datum
5 Umur - -1
6 Jumlah Penggunaan 0 0 7 Biaya saat Fail (Testing) +++ 3 8 Biaya Maintenance + 1
Jumlah 3
BAB V
GAMBAR KONSEP AWAL
Gambar 5.2 Sketsa Awal Ide Topik saat Penentuan Mekanisme & Posisi Komponen
Gambar 5.4 Sketsa Tas dengan Posisi Pelampung dan Penampung Air saat Mengapung
Gambar 5.6 Isi Kotak Komponen Tas , yaitu Kompresor (merah), Baterai (hijau),
