Laporan Perancangan Produk [PDF]

Citation preview

[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



BAB I PENDAHULUAN



1.1



LATAR BELAKANG Kota Semarang adalah salah satu kota terpanas di Indonesia, dengan rata – rata temperatur udaranya mencapai 320C. bukan tidak mungkin ini membuat orang menjadi berkurang dalam melakukan kegiatan. Dan sumber inspirasi lainya berasal dari saluran bawah tanah pada bangunan bersejarah di Semarang yaitu lawang sewu yang berfungsi sebagai pendingin ruangan ketika musim kemarau. Dalam hal tersebut mendorong kami sebagai mahasiswa teknik mesin untuk menciptakan alat pendingin ruangan sederhana. Untuk membuat udara menjadi sejuk atau membuat temperature menjadi turun biasa nya di perlukan air conditioner atau AC. Mahasiswa banyak yang tidak bisa menjangkau harga Kost yang memakai AC, maka dari itu kami ingin membuat alat penyejuk kamar sederhana dan hemat energy. Penyejuk udara sederhana ini berbahan dasar dari komponen komponen yang tidak terpakai, seperti kipas computer,sterofoam. Untuk membuat nya sangat mudah dan tidak perlu mengeluarkan banyak uang. Jumlah mahasiswa di sekitar Tembalang yang mencapai 50.000 mahasiswa menjadi target pasar yang besar untuk produk Ac Sederhana ini. Mahasiswa yang notabene tinggal di kost yang rata rata luas nya 9 m2 banyak yang tidak mempunyai sirkulasi udara sehingga kamar cenderung pengap.



1.2



PERUMUSAN MASALAH Bagaimana membuat suatu alat penyejuk ruangan dengan barang-barang sederhana dan harga ekonomis ?



Mechanical Engineering |Diponegoro University



1



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



1.3



TUJUAN Tujuan pembuatan alat penyejuk ruangan sederhana ini adalah untuk : 1.



Mahasiswa dapat mengaplikasikan ilmu yang di peroleh di bangku perkuliahan dalam bentuk produk.



2.



Melatih mahasiswa untuk berfikir membuka wirausaha dengan menciptakan alat yang berguna kemudian dapat dijual di pasar dan menghasilkan keuntungan.



3.



1.4



Memenuhi kewajiban pada mata kuliah perancangan produk.



BATASAN MASALAH Dalam penggunaan alat penyejuk ruangan sederhana maka kita harus membatasi dalam penggunaanya untuk mendapatkan hasil yang maksimal : a.



Pembahasan sistem penyegaran udara dan peralatan komponen.



b.



Pembahasan teknik perawatan



c.



Pembahasan sistem pengoperasian dan usaha mengatasi permasalahan / trouble shooting.



1.5



METODE PENULISAN Dalam penyusunan dan pengerjaan Laporan Perancangan Produk ini diperlukan suatu urutan pekerjaan yang dapat digunakan sebagai acuan untuk menyelesaikan laporan, hal tersebut dimaksudkan agar Perancangan Produk ini dapat tercapai tujuannya secara maksimal dengan waktu yang telah ditentukan. Oleh sebab itu langkah - langkah yang direncanakan sekiranya dapat memaksimalkan dalam pelaksanaan Perancangan Produk. Untuk memperoleh data-data sebagai bahan laporan ini dilakukan dengan metode sebagai berikut : 1. Metode Interview Metode ini dilakukan dengan cara memberikan perkembangan dari perencanaan alat kepada pembimbing untuk mendapatkan gagasan dan penjelasan yang lebih mendetail mengenai perencanaan alat yang akan dibuat.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



2



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



2. Metode Observasi Hal ini dimaksudkan untuk mengumpulkan spesifikasi bahan - bahan yang akan diperlukan dalam pembuatan alat nanti, agar tujuan dari menciptakan alat yang sederhana dan ekonomis dapat tercapai. 3. Studi Literatur Membaca Literature berupa artikel-artikel, historical data dan referensi buku-buku mengenai perancangan produk yang dapat membantu penulisan laporan.



1.6



SISTEMATIKA PENULISAN Dalam penulisan laporan perancangan produk ini dibahas, penulis membuat sistematika dan disusun secara berurutan untuk memberikan gambaran umum tentang perancangan produk yang dibuat yakni Alat Penyejuk Kamar Sederhana. Adapun sistematika pembahasan yang dipergunakan adalah : 1.



BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang penulisan laporan, perumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metode penuilisan dan sistematika penulisan.



2.



BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi tentang pengertian umum tentang refrigerasi.



3.



BAB III PEMBAHASAN Bab ini membahas spesifikasi dari produk yang akan dibuat.



4.



BAB IV PENUTUP Bab ini membahas kesimpulan dari perancangan alat / produk yang dibuat.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



3



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



BAB II DASAR TEORI



2.1 SEJARAH REFRIGERASI Hampir setiap hari jika kita bekerja di kantor kita mendapatkan ruangan berpendingin udaradalam bahasa yang umum dikenal sebagai refrigerasi, namun tahukah kita apa refrigerasi itu? Secara sederhana refrigerasi adalah proses pemindahan panas dari ruangan (tandon/reservoir) bertemperatur tinggi ke ruangan bertemperatur rendah. Proses ini memang agak unik mengingat panas biasanya mengalir dari temperatur yang tinggi ke temperatur yang rendah. Dalam prakteknya juga diperlukan suatu ruangan yang terisolasi, sehingga kondisi dinginruangan yang diinginkan tidak disusupi panas dari luar yang masuk ke dalam ruangan. Refrigerasi banyak dijumpai dalam proses pengkondisian udara (air conditioning) ruangan baik skala kecil maupun besar, peralatan rumah tangga seperti kulkas, pengawetan makanan dan minuman dan obat-obatan, industri proses dan sebagainya. Pada zaman dahulu orang China, Yunani, Roma dan Persia memanen es untuk keperluan pengawetan makanan. Orang Persia menyimpan es pada tempat yang disebut yachkals. Proses pendingin minuman sudah dikenal di Prancis sekitar tahun 1600, sementara di Itali digunakan untuk mendinginkan wine. Pengunaan es untuk pengawetan makanan kemudian berkembang untuk susu, sayur-sayuran, ikan dan buah-buahan. Federic Tudor dikenal sebagai raja es dengan memanen es dari sungai Hudson Massachusettsdan mengekspornya ke sejumlah negara tropis di antaranya India, dia juga mengembangkan proses insulasi yang lebih baik agar es yang dikirm dapat mencapai jarak yang jauh. Namun riset-riset awal yang berkaitan dengan bidang refrigerasi dimulai oleh Willam Cullendi tahun 1756 di Universitas Glasgow Skotlandia dengan membuat sistem vakum padasebuah kontainer berisi dietil ether yang kemudian mendidih dan sekaligus menyerap panas.Pada proses ini terbentuk es dalam jumlah kecil.Beberapa nama seperti : Oliver Evan, Michael Faraday, Jacob Perkins dan John Gorriememberikan kontribusi penting dalam perkembangan refrigerasi. Mechanical Engineering |Diponegoro University



4



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



Aplikasi penggunaan prinsip refrigerasi berkembang di Eropa dan Amerika namun, barutahun 1895 seorang insinyur Jerman Carl Von Linde membuat proses refrigerasi skala besar.Di Amerika refrigerasi untuk kendaraan mulai dikenal tahun 1840 untuk transportasi susu. Baru di awal tahun 1900 pengepakan daging di Chicago mulai mengadopsi sistem refrigerasi komersial bersiklus amonia. Di awal abad 20 inilah penggunaan sistem refrigeasi artifisial berkembang. Di pertengahan abad 20 lah penggunaan refrigerasi artifisial untuk industri makan dan



bahan- bahan



dipergunakannya



sistem



yang



mudah



refrigerasi



rusak



pada



berkembang



truk-truk



pesat



pengangkut,



dengan trailer



dan kontainer.Isu penting berkaitan dengan refrigesi saat ini adalah penghematan energi dan penggunaanrefrigeran yang ramah lingkungan. Penemuan siklus refrigerasi dan perkembangan mesin refrigerasi merintis jalan bagi pembuatan dan penggunaan mesin penyegar udara. Komponen utama dari system refrigerasi adalah kompresor, kondensor, katup ekspansi pipa kapiler dan evaporator. Instalasi pendingin yang pertama kali dibuat dan dipatenkan oleh seorang berkebangsaan Amerika yaitu Josep Mc. Creaty pada tahun 1987 yang dinamai mesin pencuci udara yaitu sistem pendinginan menggunakan air. Dan pada tahun 1906 Dr. Willis H Carrier kebangsaaan Amerika Serikat merupakan orang pertama yang berhasil membuat alat pengatur temperature dan kelembaban udara yang dapat mendinginkan dan menjenuhkan udara sampai mencapai titik embun.



2.2 PENGERTIAN UMUM REFRIGERASI Refrigerasi adalah suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur suhu sampai mencapai suhu di bawah suhu lingkungan. Penggunaan refrigerasi sangat dikenal pada sistem pendingin udara pada bangunan, transportasi, dan pengawetan suatu bahan makanan dan minuman. Penggunaan refrigerasi juga dapat ditemukan pada pabrik skala besar, contohnya, proses dehidrasi gas, aplikasi pada industri petroleum seperti pemurnian minyak pelumas, reaksi suhu rendah, dan proses pemisahan hidrokarbon yang mudah menguap. Refrigasi dicapai dengan melakukan penyerapan panas pada suhu rendah secara terus menerus, yang biasanya bisa dicapai dengan menguapkan suatu cairan Mechanical Engineering |Diponegoro University



5



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



secara kontinu. Uap yang terbentuk dapat kembali ke bentuk asalnya kembali, cairan, biasanya dengan dua cara. yang paling umum, uap itu hanya akan ditekan lalu diembunkan (memakai fin seperti pada kulkas). Cara lain, bisa diserap dengan cairan lain yang mudah menguap yang setelah itu diuapkan pada tekanan tinggi.



2.3 SISTEM PENYEGARAN UDARA Penyegaran udara adalah suatu proses mendinginkan udara sehingga dapat mencapai temperature dan kelembaban yang sesuai dengan persyaratan kondisi udara dari suatu ruangan tertentu yang dapat mengatur aliran udara dan kebersihannya.



Gambar 2.1 Siklus Pendinginan



Sistem penyegaran udara pada umumnya di bedakan menjadi 2 ( dua ) jenis golongan , yaitu : a. Penyegaran udara untuk kenyamanan Yaitu penyegaran yang funfsi utamanya mengatur suhu dalam ruangan yang memberikan kenyamanan bagi penghuni atau pemakainya dalam melakukan aktifitas tertentu.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



6



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



b. Penyegaran Udara untuk Industri Yaitu penyegaran udara dari ruangan yang di fungsikan untuk menontrol suhu suatau perangkat yang ada di dalamnya. Biasanya peralatan – peralatam terebut tidak kuat akan suhu yang terlalu tinggi.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



7



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



BAB III PEMBAHASAN



3.1 KONSEP ALAT Untuk membuat alat penyejuk ruangan ini kami memiliki 3 konsep awal, yang mana konsepnya adalah sebagai berikut ini : Konsep 1



Gambar 3.1 Konsep Alat 1 Konsep 2



Gambar 3.2 Konsep Alat 2



Mechanical Engineering |Diponegoro University



8



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



Konsep 3



Gambar 3.3 Konsep Alat 3



Dari ketiga konsep yang telah kami buat, kami memilih konsep yang ke tiga dengan pertimbangan sumber daya alat dapat didapat dengan mudah dengan menggunakan kabel usb, dan spesifikasi alat yang tidak terlalu memakan tempat. Dan alat serta bahan yang digunakan mudah didapat serta estimasi harga nya yang ekonomis.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



9



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



3.2 MATRIKS MORFOLOGI Matriks morfologi dari produk yang kami buat, sebagai berikut:







KONSEP 1 = A1+B1+C1+D1+E1+F1







KONSEP 2 = A2+B1+C1+D1+E1+F2







KONSEP 3 = A1+B1+C2+D1+E1+F1



Mechanical Engineering |Diponegoro University



10



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



Konsep yang dipilih ialah Konsep 3 (A1+B1+C2+D1+E1+F1)



3.3 DESAIN Dari konsep yang ketiga tersebut maka kami membuat desain produk dengan menggunakan software SolidWorks 2010 yang mana terdiri dari berbagai pandangan, yang diantaranya sebagai berikut:



Gambar 3.4 Desain Produk



Mechanical Engineering |Diponegoro University



11



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



Gambar 3.5 Desain Produk (Tampak depan)



Gambar 3.6 Desain Produk (Tampak atas)



Mechanical Engineering |Diponegoro University



12



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



3.4 PRINSIP KERJA Cara kerja penyejuk kamar sederhana ini ketika kipas sudah berputar, maka udara yang ada disekitar akan tersedot melalui lubang pada sterofoam yang sudah dibuat. Lalu udara tersebut melalui heatsink yang telah mengenai air es batu di bawah nya. Setelah melalui heatsink udara yang di keluarkan sudah menjadi sejuk dan dapat menyejukkan ruangan sekitar.



Gambar 3.7 Skema Prinsip Kerja Alat



3.5 ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan untuk pembuatan Alat Penyejuk Kamar Sederhana sebagai berikut: 1. Sterofoam makanan / tempat bekal makanan Media ini digunakan untuk menempatkan es batu.



Gambar 3.8 Sterofoam makanan



Mechanical Engineering |Diponegoro University



13



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



2. Kipas CPU Berfungsi sebagai alat konveksi paksa dalam alat penyejuk ruangan ini.



Gambar 3.9 Kipas CPU



3. Heatsink / pendingin computer Berfungsi sebagai pendingin dari transistor atau IC atau apa saja yg ditempelkan ke Heatsink tersebut. Jadi jika peralatan listrik anda memiliki heatsink berarti peralatan listrik anda dirancang untuk tahan panas



Gambar 3.10 Heatsink



Mechanical Engineering |Diponegoro University



14



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



4. Kabel USB Berfungsi sebagai sumber energy untuk memutarkan kipas.



Gambar 3.11 Kabel USB



5. Lem dan cutter Berfungsi sebagai perekat dan pemotong sterefoam.



Gambar 3.12 Lem dan Cutter



6. Es batu Berfungsi sebagai sumber dingin yang akan dihasilkan pada alat sederhana yang akan kita buat ini.



Gambar 3.13 Es Batu



Mechanical Engineering |Diponegoro University



15



[LAPORAN PERANCANGAN PRODUK] KELOMPOK 10



BAB IV PENUTUP



4.1 KESIMPULAN Berdasarkan pembahasan dan hasil pengamatan dan pengukuran yang telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan : 1. Pemilihan alat penyejuk ruangan ini disesuaikan dengan ukuran ruangan, semakin besar ruangan yang harus didinginkan maka semakin besar pula kapasistas AC yang digunakan. 2. Penempatan Indoor yang baik. 3. Instalasi saat pemasangan harus diperhatikan yaitu serapi dan sekuat mungkin untuk menjaga terhindar dari kebocoran. 4. Untuk menjaga kondisi AC agar dapat bekerja secara maksimal dilakukan pengecekan dan pemeliharaan yang rutin. 5. Produk ini belum sepenuhnya sempurna dan perlu pengembangan lebih lanjut.



Mechanical Engineering |Diponegoro University



16