ANALISA PENGARUH STA TERHADAP ENERGI KAYUH DAN ENERGI BIOMEKANIK PENGENDARA PADA 3 JENIS SEPEDA

ANALISA PENGARUH STA TERHADAP ENERGI KAYUH DAN ENERGI BIOMEKANIK PENGENDARA PADA 3

JENIS SEPEDA

Dosen Pembimbing:

Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, M.Eng

Dinny Harnany 2107100 058

LATAR BELAKANG

ALI SAFRANI, KOMANG GEDE NARA

(2005-2006) AGUS SYAIFULLAH BAHKTIAR,R, KURNIAWAN A.H(2007-2008) PUTU PUSPARINI, ARISANDI, TRILAKSANA, INTAN LAZUARDI(2009) NOVI H ARIANTO(2004) SONI WICAKSONO (2010) WIDHIE AKBAR (2004)

PERUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana hubungan STA terhadap energi kayuh dan energi biomekanik per segmen kaki pengendara pada 3 jenis rangka sepeda

2. Berapa STA optimum untuk tiap jenis rangka sepeda tersebut.

BATASAN MASALAH

1.

Penelitian dilakukan didalam ruangan atau laboratorium dimana kondisi lantai dianggap mendatar

2. Penelitian dititik beratkan pada variasi STA pada rangka sepeda

3. Kondisi lingkungan pengambilan data sama

4. Gaya drag pada sepeda diabaikan dan kecepatan mengayuh konstan

TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui hubungan STA dengan energi kayuh dan energi biomekanik segmen kaki

2. Mencari sudut STA yang optimal pada 3 jenis sepeda dengan mengukur energi kayuh menghitung energi biomekanik segmen kaki pengendara sepeda

STA (Seat Tube Angle)

STA adalah sudut yang terbentuk antara garis sumbu

seat tube terhadap garis

horizontal pada pusat pedal crank

(Vandewalle, 1991)

STA = 1800 – (β + 900₎

BIOMEKANIKA

Biomekanika adalah ilmu pengetahuan yang

menerapkan hukum – hukum mekanika terhadap

struktur hidup terutama sistem pergerakan dari

tubuh. (Hidayat, 2003)

Konsumsi Oksigen dan Heart-Rate

Skema penggunaan energi, energi yang digunakan dan denyut jantung saat kondisi kerja steady – state.

DENYUT JANTUNG

H ear t rate d ur in g th e wo rk

Dynamic under hot condition Static muscular work Dynamic work involving few muscles

Dynamic work involving many muscles

Energy consumption with increasing stress

Meningkatnya denyut jantung yang berhubungan dengan berbagai macam kondisi kerja (Grandjean, 1986)

PENELITIAN TERDAHULU

Intan Lazuardi (2010)

Mencari sudut STA optimal berdasarkan energi kayuh melalui heart – rate dan volume asupan oksigen.

Sudut yang digunakan :

1. Sepeda balap : 74o _{– 78}o

dengan ketinggian sadel 570 mm

2. Sepeda gunung : 68o _{– 72}o_dengan

ketinggian sadel 500 mm

3. Sepeda santai : 62o _{– 66}o _dengan

HASIL PENELITIAN

0 10 20 30 40 50 72 74 76 78 80 E ne rg i K ay uh (K ca l) STA (⁰)

STA vs Energi Kayuh Rata-Rata (Jenis Sepeda Balap)

berdasar VO2 berdasar heart rate 0 5 10 15 20 25 30 35 40 66 68 70 72 74 E ne rg i K ay uh (K ca l) STA (⁰)

STA vs Energi Kayuh Rata-Rata (Jenis Sepeda Gunung)

berdasar VO2 berdasar heart rate 0 5 10 15 20 25 30 35 40 60 62 64 66 68 E ne rg i K ay uh (K ca l) STA (⁰)

STA vs Energi Kayuh Rata-Rata (Jenis Sepeda Santai)

berdasarkan VO2

berdasarkan heart rate

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Mulai

Study Literature dan Study Lapangan

Perumusan Masalah

Penetapan Tujuan Penelitian

Uji kayuh Sepeda dengan Variasi STA pada 3 jenis Rangka Sepeda (hasil berupa data heart – rate, asupan oksigen dan rekaman video)

Perhitungan Energi Kayuh

(berdasarkan data heart-rate dan asupan oksigen)

Pengolahan Data video (hasil berupa data koordinat x dan y)

Perhitungan Energi Biomekanik Segmen Kaki Pengendara

Analisa Pengaruh STA Terhadap Energi Kayuh Dan Energi Biomekanik

Kesimpulan dan Saran

PERALATAN PENELITIAN

 Sepeda yang dapat diubah STA (sepeda fleksibel karya

Soni W)

 Indoor bicycle trainer  Stop watch

 Busur Bilah (Bevel Protactor)

 Alat ukur detak jantung (cyclometer)  Spirometer

 Alat ukur kecepatan (speedometer)  Video kamera

 Tripo d  Marker

VARIASI STA PENELITIAN

Jenis Rangka Sepeda Ketingian Seat Tube (mm) STA (o₎

Santai 470 mm 62 63 64 65 66 Gunung 500 mm 67 68 69 70 71 72 Balap 530 mm 73 74 75 76 77 78

UJI KAYUH

3 r e s p o n d e n Sepeda Balap Sepeda Gunung Sepeda Santai 78o_{, 77}o_{, 76}o_{, 75}o_, 74o_{, 73}o 72o_{, 71}o_{, 70}o_{, 69}o_, 68o_{, 67}o 66o_{, 65}o_{, 64}o_{, 63}o_, 62o Spirometer Cyclometer

Uji kayuh dilakukan selama 6 menit dengan kecepatan 6 km/jam

HASIL PERCOBAAN KAYUH

0 10 20 30 40 50 62 63 64 65 66 E ne rg i K ay uh ( K ca l)

STA VS Energi Kayuh Pada Rangka Santai

Heart Rate Spirometer

Pada rangka santai tren grafik energi kayuh yaitu menurun

HASIL PERCOBAAN KAYUH

0 5 10 15 20 25 30 35 40 67 68 69 70 71 72 E ne rg i K ay uh ( K ca l)

STA VS Energi Kayuh Pada Rangka Gunung

Heart Rate Spirometer

Pada rangka gunung tren grafik energi kayuh yaitu membentuk palung dengan STA optimal 68o

HASIL PERCOBAAN KAYUH

0 5 10 15 20 25 30 35 40 73 74 75 76 77 78 E ne rg i K ay uh ( K ca l)

STA VS Energi Kayuh Pada Rangka Balap

Heart Rate Spirometer

Pada rangka balap tren grafik energi kayuh yaitu membentuk palung dengan STA optimal 75o

Percobaan Energi Biomekanik



Pengambilan dilakukan selama 5 detik pada

kecepatan 6km/jam



Kemudian video dipotong menjadi1 siklus

LANGKAH PERHITUNGAN ENERGI BIOMEKANIK

Mulai

Pengambilan Video Kayuh

Pemotongan dan Pembagian Video

Menentukan Posisi Titik Pengamatan Gambar (a,b)

Apakah Semua Gambar Telah Ditentukan Posisi Titik

Pengamatannya?

Merubah Titik Koordinat Pengamatan (X,Y)

Ya

Tidak

A

Kalibrasi

Merubah Satuan (dari Pixel ke cm)

Menentukan Titik Cg Bagian Kaki

Menghitung Kecepatan Perubahan Posisi Bagian Kaki (Vcg)

Menghitung Kecepatan Perubahan Posisi Titik Pengamatan Bagian Kaki

(Va, Vb, Vc)

Menghitung Kecepatan Sudut (ω)

Menghitung Inersia

Menghitung Energi Kinetik

Menghitung Energi Potensial

Total Energi Biomekanik

Selesai A

0.000 200.000 400.000 600.000 800.000 62 63 64 65 66 E . B io m eka ni k (J ou le)

STA VS Energi Biomekanik Rata-RataBagian Kaki pada Rangka Santai

Paha Betis

Pada rangka santai tren grafik energi biomekanik yaitu menurun

dengan STA optimal 66o

HASIL PERHITUNGAN ENERGI BIOMEKANIK 0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 67 68 69 70 71 72 E . B io m eka ni k (J ou le)

STA VS Energi Biomekanik Rata-RataBagian Kaki Pada Rangka Gunung

paha betis

Pada rangka gunung tren grafik energi biomekanik yaitu

membentuk palung dengan STA optimal 68o

HASIL PERHITUNGAN ENERGI BIOMEKANIK 0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 73 74 75 76 77 78 E . B io m eka ni k (J ou le)

STA VS Energi Biomekanik Rata-RataBagian Kaki Pada Rangka Balap

Paha Betis

Pada rangka balap tren grafik energi biomekanik yaitu

membentuk palung dengan STA optimal 75o

STA Optimum

Jenis Rangka Sepeda STA Besar Energi Kayuh Rata-rata (Kcal)

Rangka Sepeda Balap 75o _{13,327 Kcal}

Ranka Sepeda Gunung 68o _{15,488 Kcal}

KESIMPULAN

1. Pada rangka sepeda balap, hubungan STA dengan energi kayuh adalah membentuk tren grafik yang menyerupai palung dengan STA optimal sebesar 75o_.

2. Pada rangka sepeda gunung, hubungan STA dengan energi kayuh adalah membentuk tren grafik yang menyerupai palung dengan STA optimal sebesar 68o_.

3. Pada rangka sepeda santai, hubungan STA dengan energi kayuh adalah membentuk tren grafik menurun dengan STA optimal sebesar 66o_.

SARAN

1. Hasil percobaan ini dapat digunakan sebagai rekomendasi untuk kasus yang sama, sesuai dengan penelitian yang dilakukan.

2. Apabila akan melakukan penelitian menggunakan bantuan kamera hendaknya memakai kamera dengan resolusi tinggi sehingga gambar yang dihasilkan baik dan jelas.

3. Untuk lebih memperkuat hasil, hendaknya dilakukan penelitian lanjutan mengenai ketegangan otot responden setelah

Terima Kasih.

Mohon Saran dan Bimbingan

Demi Kemajuan Tugas Akhir ini