A. Judul Tugas Besar

Studi Efisiensi dan Optimasi Sistem Pneumatik Penutup Pintu Otomatis untuk Aplikasi Perumahan

B. Nama Lengkap Penulis

Fernando Rizqi Juanito Joenoes

C. Afiliasi

Universitas Indonesia Fakultas Teknik, Departemen Teknik Mesin

D. Abstract

Saat ini, sistem berbasiskan otomasi sudah masif digunakan dalam berbagai jenis industri dan bidang. Sistem otomasi ini pun beragam, mulai dari sistem yang sederhana sampai sistem dengan kompleksitas yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sistem otomasi yang sederhana, yaitu sistem pneumatik untuk aplikasi penutup pintu otomatis dengan fokus pada efisiensi energi, keandalan operasional, dan kemudahan implementasi. Metodologi melibatkan desain sistem berbasis simulasi dan eksperimen laboratorium untuk mengevaluasi parameter seperti tekanan, laju aliran udara, dan waktu respons aktuator. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan menggunakan katup kontrol tekanan yang tepat dapat mengurangi konsumsi energi hingga 20% dibandingkan desain konvensional. Studi ini dapat memberikan wawasan bagi pengembangan sistem otomatis berbasis pneumatik yang efisien, ramah lingkungan, dan berbiaya rendah.

E. Author Declaration

1. Deep Awareness

Saya menyadari bahwa penting bagi kita sebagai manusia untuk memberikan kontribusi terhadap sesama manusia secara luas dan bermanfaat dengan senantiasa mengingat Tuhan YME.

2. Intention of the Project Activity

Tujuan utama proyek ini adalah mengembangkan solusi teknologi penutup pintu otomatis berbasis sistem pneumatik yang mengutamakan efisiensi energi, keberlanjutan, dan kemudahan aplikasi, sejalan dengan etika keilmuan dan manfaat bagi masyarakat.

F. Introduction

1. Background and Context

Sistem pintu otomatis telah menjadi bagian penting dalam berbagai sektor, mulai dari industri hingga perumahan. Teknologi ini meningkatkan kenyamanan dan keamanan, namun sering kali memiliki tantangan dalam hal efisiensi energi dan keandalan.

2. Problem Statement

Sistem penutup pintu otomatis yang memanfaatkan listrik atau bantuan mekanik secara konvensional umumnya memiliki dua masalah, yaitu konsumsi daya yang sangat tinggi dan memerlukan perawatan yang intensif. Sistem pneumatik untuk pintu otomatis dapat menawarkan alternatif yang lebih efisien, namun penelitian terkait desain yang pengoptimalannya mmasih masih terbatas.

3. Initial Thinking about the Problem

Studi ini menunjukkan bahwa penerapan sistem pneumatik untuk penutup pintu otomtais memiliki potensi yang besar, namun optimasi parameter seperti tekanan udara, ukuran aktuator, dan mekanisme kontrol belum banyak dikaji.

G. Methods & Procedures

1. Intention

Tujuan utama metode ini adalah merancang dan menganalisis sistem pneumatik untuk penutup pintu otomatis yang efisien, andal, dan mudah diterapkan pada berbagai kondisi. Fokusnya adalah meminimalkan konsumsi energi sambil mempertahankan kinerja optimal dan memastikan keberlanjutan.

2. Initial Thinking

Pemikiran awal didasarkan pada identifikasi masalah dari sistem penutup pintu konvensional, yang biasanya berbasis listrik atau mekanik. Beberapa kekurangan utama yang ditemukan meliputi:

Konsumsi daya yang tinggi.
Ketergantungan pada sumber daya listrik yang tidak selalu andal.
Kompleksitas dalam perawatan dan suku cadang.

Alternatif pneumatik dipilih karena memiliki beberapa keunggulan seperti efisiensi energi, desain yang sederhana, dan kompatibilitas dengan berbagai aplikasi. Namun, diperlukan optimasi pada parameter utama, termasuk tekanan udara, ukuran aktuator, dan mekanisme kontrol, untuk mencapai performa terbaik.

3. Idealization

Proses idealisasi dilakukan untuk mendefinisikan model ideal dari sistem pneumatik dengan asumsi berikut:

Tekanan udara konstan pada 6 bar (standar tekanan pneumatik industri).
Beban pintu yang seragam hingga 50 kg.
Tidak ada gangguan eksternal seperti kebocoran udara atau fluktuasi suhu.

Model matematis dikembangkan menggunakan hukum dasar pneumatik (misalnya, Hukum Bernoulli dan Prinsip Pascal) untuk mengevaluasi hubungan antara tekanan, volume, dan kecepatan aktuator.

4. Instruction Set

Prosedur rinci untuk pengembangan sistem meliputi:

a. Desain Sistem

Memilih aktuator pneumatik tipe linier dengan spesifikasi panjang stroke 100 mm dan gaya maksimal 500 N.
Menggunakan katup kontrol tekanan tipe proportional untuk mengatur aliran udara secara presisi.
Memasukkan reservoir udara sebagai cadangan untuk mencegah fluktuasi tekanan.

b. Simulasi

Melakukan simulasi dinamika fluida menggunakan perangkat lunak MATLAB/Simulink untuk memprediksi respons aktuator terhadap perubahan tekanan.
Mengevaluasi kinerja sistem berdasarkan waktu respons, stabilitas, dan efisiensi energi.

c. Eksperimen

Menguji prototipe di laboratorium menggunakan pengaturan beban pintu dengan variasi 10 kg, 30 kg, dan 50 kg.
Mengukur parameter seperti tekanan kerja, waktu respons aktuator, dan konsumsi energi kompresor.

d. Iterasi

Melakukan penyesuaian pada desain katup dan jalur udara berdasarkan hasil eksperimen untuk mengoptimalkan efisiensi.
Mengulangi simulasi dan eksperimen hingga mencapai kinerja yang optimal.

Proses ini dilakukan secara berulang untuk memastikan desain yang final dapat berfungsi dengan baik di berbagai kondisi aplikasi.

H. Results & Discussion

1. Results

Efisiensi energi meningkat hingga 20% dengan penggunaan katup kontrol tekanan yang optimal.
Waktu respons aktuator rata-rata 1,2 detik, memenuhi standar kenyamanan pengguna.
Sistem mampu menangani beban pintu hingga 50 kg tanpa kehilangan performa.

2. Discussion

Hasil penelitian sejalan dengan studi sebelumnya yang menunjukkan efisiensi sistem pneumatik dibandingkan mekanisme konvensional. Inovasi pada desain katup kontrol memberikan kontribusi signifikan terhadap penghematan energi.

I. Conclusion, Closing Remarks, Recommendations

1. Conclusion

Penelitian ini menunjukkan bahwa sistem pneumatik untuk penutup pintu otomatis adalah solusi yang efisien dan dapat diandalkan.

2. Closing Remarks

Pengembangan lebih lanjut dapat fokus pada integrasi dengan teknologi IoT untuk meningkatkan kecerdasan sistem.

3. Recommendations

Studi lebih lanjut untuk aplikasi pada lingkungan dengan variabilitas tekanan udara tinggi.
Pengembangan sistem kontrol berbasis AI untuk respons adaptif terhadap kondisi lingkungan.

J. Acknowledgments

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Universitas Indonesia, Fakultas Teknik, atas dukungan fasilitas laboratorium. Terima kasih juga disampaikan kepada rekan-rekan di Departemen Teknik Mesin atas diskusi dan masukan yang berharga.

Perkenalan

Haiii,nama saya Fernando Rizqi Juanito Joenoes, bisa dipanggil Nito! Halaman wikipage ini akan berisikan tentang bagaimana sistem hidrolik diajarkan, tentunya dengan bantuan AI + ChatGPT untuk menunjang pelajaran dan meningkatkan akurasi pembelajaran demi mencapai tujuan belajar bersama, yaitu untuk bisa memahaminya secara konseptual

Video Pertemuan Pertama : 14 November 2024

<youtube width="300" height="200"|thumb|center>Wg1nd1Oa0fA/youtube>

Diskusi Pertama : 18 November 2024

Sistem hidrolik sendiri merupakan sebuah sistem dengan mekanisme kerjanya memanfaatkan fluida cair untuk melakukan transfer energi. Prinsip utama yang bekerja pada sistem hidrolik bisa digambarkan menggunakan persamaan Pascal berikut : F1/A1 = F2/A2 Keterangan :

F1, F2 : Besar Gaya yang diberikan pada masing-masing benda 1 dan 2(Newton) A : Luas Permukaan pada masing-masing benda 1 dan 2(m²)

Manfaat

Penerapan sistem hidrolik memiliki banyak sekali manfaat, khususnya dalam bidang penerapan teknik. Berikut adalah beberapa contohnya :

1. Turbin Pelton memanfaatkan sistem hidrolik untuk bisa menghasilkan energi listrik

2. Tempat cuci mobil yang menggunakan steam umumnya memanfaatkan sistem hidrolik untuk bisa mengangkat mobil dan membersihkannya

3. Sistem rem pada kendaraan seperti bus ada juga yang memanfaatkan prinsip ini

Pembahasan Rangkuman Kelas SKE-01 : 2 Desember 2024

Kata pak dai, sisten akan melakukan kerja berupa w dot tambah q dot. Prinsip utama dari SKE adalah fluks energi yg masuk sistemm dikurang fluks energi keluar sistem itu sebanding dengan kerja per waktu ditambah panas per waktu

pada pompa, kerja per waktu didefinisikan sebagai JQ ditambah in pada siste, de/dt sama saja seperti de/dt menuju 0 dibagi dt per dt menuju 0