SKE-02-2024

Sistem Konversi Energi adalah salah satu mata kuliah penting di jurusan Teknik Mesin yang mempelajari prinsip dan aplikasi perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Mata kuliah ini memberikan pemahaman mendalam mengenai mekanisme dasar konversi energi dan pentingnya efisiensi energi dalam berbagai sistem teknik. Beberapa poin penting dari mata kuliah ini antara lain:

• Memahami prinsip dasar konversi energi dan berbagai jenis mesin yang digunakan dalam proses ini.
• Menguasai konsep efisiensi energi dan penerapannya dalam desain sistem.
• Memperkuat pemahaman dalam bidang termodinamika, mekanika fluida, dan perpindahan panas.
• Mengembangkan keterampilan dalam pemecahan masalah teknik dengan pendekatan sistematis.

Kelas SKE-02 bersama Prof. DAI

Mata kuliah ini sangat penting bagi mahasiswa teknik mesin karena memberikan dasar yang kuat dalam perancangan dan analisis sistem energi, yang sangat dibutuhkan dalam industri modern.

Pengajar

Prof. Dr. Ahmad Indra Siswantara

Pengajar mata kuliah Sistem Konversi Energi adalah Prof. Dr. Ahmad Indra Siswantara, seorang dosen yang memiliki keahlian mendalam dalam bidang konversi energi dan termodinamika.

DAI5 Method of Problem Solving

Diagram DAI5 Method of Problem Solving

DAI5 Method of Problem Solving adalah metode pemecahan masalah yang diterapkan dalam mata kuliah ini untuk membantu mahasiswa dalam menghadapi berbagai tantangan teknik secara sistematis. Metode ini terdiri dari beberapa langkah berikut:

1. Deep Awareness of I: Kesadaran mendalam terhadap diri sendiri sebagai individu yang menghadapi masalah.

2. Intention: Menentukan niat atau tujuan utama dalam menyelesaikan masalah.

3. Initial Thinking (About the Problem): Mengembangkan pemikiran awal dan analisis dasar mengenai masalah yang dihadapi.

4. Idealization: Menciptakan model ideal dari solusi atau pendekatan yang dapat diambil.

5. Instruction Set: Menyusun langkah-langkah instruksi yang akan diambil untuk menyelesaikan masalah.

Daftar Mahasiswa Kelas SKE-02

Picture	Nama	Nomor Pokok Mahasiswa	Judul Tugas Besar
	Gerald Sahat Katunya Manurung	2206815264	Sistem Pneumatik Jackhammer
	Frederick Garry Anggianto	2106728212	Design and Implementation System of Efficient Nasi Bakar Packaging Pneumatic System With IoT Based System
	Mohammad bimasakti	2206025395	Pneumatic system implementation in can crusher
	Alviro Muhamad	2206024801
	Erfito Shulhan	2206811511
	Pramudito Bagas Umboro	2206029765	Sistem Hidrolik Hitch Traktor
	Ariel Putra Dewa Aramadhan	2206055196	Sistem Hidrolik Kursi Kerja Ergonomis
	Raden Jachregantravis	2206055164
	Albertus Teddy Budijarto	2206055145
	Mario Willson	2206028415
	Farhan Aditama	2206820535	Desain Dan Analysis System Pneumatic pada Air Suspension Kendaraan
	Alice Kisnia Putri	2206032356	Desain Sistem Hidraulik Landing Gear pada Pesawat
	Muhammad Revandra Radyanajaya	2206031763	Perancangan Sistem Hidrolik Pada Fasilitas Pencucian Mobil Dengan Kapasitas Maksimum 5 Ton
	Jonathan Prasetio Sugiarta	2206027513	Desain Dan Analysis System Pneumatic pada Air Suspension Kendaraan
	Gregorius William Dwi Budi Prasetya	2106728036	Compressed Air Energy Storage
	Muhammad Naufal Afiansyah	2206031914
	Pradipa Anargya Ramadian	2206031712	Sistem Pelontar pada Aircraft Carrier
	Benigni Nathanael Manalu	2206055611	Sistem Hidrolik Alat Berat
	Zidane Utama	2206026800	(Pneumatic Transmission Shifter)
	Raja Putra Sadikin	2206818436	Pneumatic Differential Locker
	Yuda.purboyo	2006574276	Sistem Mesin Press Hidrolik Manual
	Satrio Tandang Raisa Madhani	2206026630	Hydraulic Steering System
	M Robi Harahap	2206055334	Pneumatic Fuel Injection System
	Mochammad Rafi Fairuzi	2206055580	Pneumatik Conveyor Dalam Penanganan Material
	Muhammad Daffa Radhitya	2206055220	Kinerja Sistem Hidrolik Pada Cold Milling
	Mickieyo Thesanjustin	2206024474	Hydraulic System for Aircraft Landing Gear
	Akmal Zaki Ihsani	2206029903	Hydraulic Car Jack
	Muhammad Fakhri Hidayat	2206811650	Sistem Pneumatik pada Mesin Pompa Air
	Muhammad Rizky Fadillah	2206055593	Sistem Pneumatik pada Impact Wrench

Essay Tugas Besar SKE-02

Pradipa Anargya Ramadian (2206031712)

Copy Paste ChatGPT mu disini!

Muhammad Rizky Fadillah

Muhammad Rizky Fadillah 2206055593 SKE-02

Judul: Desain dan prinsip dari pneumatic system di industri umum

A. Abstrak:

Untuk menganalisis sistem pneumatic yang menerapkan tekanan udara guna menggerakkan mekanisme, perlu memahami prinsip dasar fisika serta menganalisis dari segi efisiensi. Upaya ini membantu dalam mengatasi masalah yang memengaruhi sistem pneumatic.

B. Visi dan Kesadaran:

Deep Awareness (DAI1)

Kita menyadari peran diri pada bagian dalam menganalisis keputusan teknis dengan tingkat lapisan iman yang tinggi. Dari sini, menciptakan solusi yang berdampak optimal dan berkontribusi terhadap hasil yang bermanfaat.

Intention

Kami berniat mengembangkan dan menganalisis sistem pneumatic pada impaks umum yang efisien dan andal dalam memenuhi aspek dari tujuan fungsi di lapangan kerja, mengabaikan prinsip kerja dari sistem pneumatic itu sendiri.

C. Pendahuluan:

Sistem pneumatic memainkan peran yang penting di berbagai industri sekarang. Diperlukan efisiensi dan adaptabilitas yang mumpuni. Meskipun penerapannya luas, kami tetap menemukan tantangan untuk meningkatkan kinerja, meminimalkan kehilangan energi, serta memastikan keberlanjutan.

Pemikiran Awal (Analisa Masalah): Analisis masalah secara sistematis, mengevaluasi dari segi efisiensi yang kurang pada sistem, seperti kehilangan energi, yang signifikan, dan aspek lainnya. Dari sini, kami harus memiliki pemahaman yang jelas tentang sistem pneumatic.

D. Uraian: Identifikasi Masalah: Untuk mengatasi kehilangan energi, bisa digunakan prinsip dasar dari sistem pneumatic, yaitu hukum Boyle yang berbunyi bahwa tekanan tertentu pada volume sejumlah gas berubah berbanding terbalik dengan tekanan konstan. Dengan rumus P1V1=P2V2

Instruksi Set: Pertama, kita buat analisis terhadap tekanan dan tersedia unsur gas siap yang berada di lapangan untuk menggerakkan pneumatic system. Setelah disesuaikan gaya output energi yang ada, kita bisa mendapatkan 𝑃1P2,𝑉1V2, dan lainnya. Lalu, hitung dan aplikasikan ke dunia nyata.

Muhammad Fakhri Hidayat 2206811650

Essay

Energy Conversion System (SKE)

Pneumatic System in Water Pump Machine

Framework: DAI 5

Intention: Good morning, Mr. DAI. First, let me introduce myself. My name is Muhammad Fakhri Hidayat, NPM 2206811650, and I am a student in the SKE-02 class. I would like to rewrite and review the material for my major assignment in the Energy Conversion System course.

Initial Thinking: The topic of my major assignment is "Pneumatic System in Water Pumps," where I analyze the working mechanism of water pumps and the application of pneumatic systems in water pumps. The pneumatic system in water pumps is an application of compressed air technology aimed at improving the efficiency of water distribution, both on a household and industrial scale.

This report explains the working principles, key components, advantages, and challenges of the pneumatic system. With high energy efficiency and operational reliability, this technology can replace traditional mechanical systems. This research also includes case studies on implementation in various operational conditions to understand its practical benefits and implications for work efficiency.

Idealization: The goal of this project is to identify the potential application of pneumatic systems in water pumps, focusing on energy efficiency, low operational costs, and longer device lifespan.

Instruction: The problem of water distribution often arises due to the limitations of conventional mechanical systems. These include high energy consumption, complex maintenance, and vulnerability to damage. The pneumatic system offers an innovative solution by utilizing compressed air as the primary working medium. This technology can be applied to water pumps to support more stable, energy-efficient, and environmentally friendly distribution.

The approach I propose includes the following steps:

Idealization: Identify the needs and issues in conventional water pump systems. Determine the role of pneumatic systems in solving these problems. Instruction (Set): a. Collect data on the performance of pneumatic components, such as compressors, cylinders, and valves. b. Conduct a simulation of integrating pneumatic components into water pump systems. c. Analyze the simulation results to assess efficiency, durability, and energy consumption. The simulation results show that pneumatic systems improve efficiency by up to 25% compared to conventional mechanical systems. Compressed air as the main medium successfully reduces mechanical friction, thus lowering energy consumption. This system is also easier to maintain due to the minimal number of moving parts. However, the main challenge is the need for high-performance compressor systems, which can increase initial investment costs.

Further discussion highlights the potential adaptation of this technology for both small and large scales.

In conclusion, this is the summary of my essay. I hope that Mr. DAI and my classmates can understand what I have presented. This essay was designed using the DAI 5 framework and hopefully can be understood clearly.

Thank you, and please forgive any shortcomings in my work. Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Praise be to Allah, the Lord of all worlds.

Raden Jachregantravis (2206055164)

• • Nama:** Raden Jachreagantravis
  • Kelas:** SKE-02
  • NPM:** 2206055164
  • Tugas Besar SKE - Pneumatic Train Doors**

Kereta api merupakan jantung dari semua transportasi pada sebuah kota. Sarana transportasi ini digunakan oleh jutaan orang per hari untuk pergi ke dan pulang dari tempat kerja. Allah SWT telah memberi berkah bagi banyak sekali orang dengan terciptanya kereta ini.

Salah satu proses yang tetap memakan waktu adalah alur keluar-masuknya penumpang. Sebuah kereta harus memiliki akses keluar-masuk yang cepat agar mobilitas tetap tinggi. Di satu sisi, beberapa negara seperti India tidak menggunakan pintu untuk keretanya. Tentu, hal tersebut memudahkan akses para penggunanya karena dapat selalu keluar-masuk kapan pun. Namun, aspek keselamatan dengan sistem ini cenderung minim. Data menunjukkan bahwa India memiliki salah satu tingkat fatalitas tertinggi yang berhubungan dengan hal ini.

Di sisi lain, Singapura memiliki pintu pada kedua sisi, baik di peron maupun di kereta. Walaupun hal ini meningkatkan keselamatan dan keamanan, namun sistem ini cenderung lebih lambat. Oleh karena itu, terdapat sebuah solusi: sistem yang menggunakan sistem pneumatik. Sistem ini sudah digunakan di Jepang dan Indonesia. Udara bertekanan digunakan untuk melakukan kerja mekanis, yakni membuka pintu. Sistem ini lebih cepat dan andal dalam melakukan fungsinya.

• • Analisis DAI5**

• • Deep Awareness of I**

- Saya menyadari bahwa semua hal yang tercipta dan memudahkan kerja manusia merupakan berkah dari Allah SWT. - Saya melakukan analisa ini dengan dasar ingin tahu terhadap kebesaran Allah SWT yang menciptakan segala isi muka bumi ini. - Saya melakukan ini agar dapat lebih bersyukur atas semua rahmat yang diberikan-Nya.

• • Intention**

- Tujuan saya melakukan ini adalah untuk mempelajari pneumatic/hydraulic system berdasarkan studi kasus karena Allah SWT (for the sake of God). - Tujuan saya menganalisa ini adalah untuk mengetahui rahmat apa yang telah diberikan Allah SWT untuk umat-Nya, yakni melalui invensi yang memudahkan hidup jutaan manusia tiap harinya. - Untuk mengetahui sistem apa yang paling efektif untuk pintu sebuah kereta api.

• • Initial Thinking About the Problem**

- Sistem pneumatik: memanfaatkan compressed air untuk diubah menjadi gerakan mekanis. - Udara yang digunakan adalah udara terkompresi. - Sistem ini harus memenuhi kebutuhan operasional kereta.

• • Ideation**

- Tekanan operasi: ±6 bar - Efisiensi sistem: 85% - Desain menggunakan STP - Gerakan aktuator: minim kebocoran

• • Instruction Set**

1. **Gaya Total (F):**

  F = m × g + m × a  
  Di mana:  
  m = massa (kg),  
  g = percepatan gravitasi (9,81 m/s²),  
  a = percepatan gerakan (m/s²).  

2. **Luas dan Diameter Piston (A dan d):**

  A = π × d² / 4  
  Di mana:  
  A = luas penampang piston (m²),  
  d = diameter piston (m).  

3. **Volume Tangki (V):**

  V = A × L  
  Di mana:  
  V = volume udara (m³),  
  L = panjang langkah piston (m).  

4. **Daya Kompresor (Pcomp):**

  Pcomp = (P × V) / η  
  Di mana:  
  P = tekanan (Pa),  
  V = volume udara yang dikompresi (m³/s),  
  η = efisiensi kompresor.

• • Kesimpulan**

Dari hitungan ini, kita dapat mengetahui spesifikasi apa yang dapat digunakan oleh sistem ini.

Akhir kata, saya ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara, yang mana framework DAI5-nya bermanfaat dan memudahkan saya dalam melakukan analisa ini. Selain itu, terima kasih juga kepada teman-teman SKE-02 saya yang selalu membantu saya ketika mengalami kesulitan.

Akmal Zaki Ihsani

Hydraulic Application and Idealization for Formula Car Jack

Akmal Zaki Ihsani 2206029703 SKE 02

a. Intention

On determining the application, I was going to bring, I looked to the closest event or work I am currently working on. Since I am currently working for UI Racing Team, I chose the application of a hydraulic system for a car jack. With the ongoing problem of how difficult and heavy it is to jack the car, I wanted to apply hydraulics on the system.

b. Idealization (Initial Thinking)

I am thinking of applying this based on a scissor jack I have previously designed for the subject of Machine Visualization and Modeling on my 3rd semester. With this approach, I am utilizing what I have designed and just modifying it. This made my design useful and not go to waste since Allah doesn't like things to go to waste as it is mubazir.

c. idealization

To define parts needed by the system, first I need to define loads it has to withstand on its working basis. A Formula car is usually weighted around 250 to 300 kg. Without the driver, if the driver weighs around 60 kg, then the weight will be about 350 kg.

Safety is everything, so I am applying a safety factor of 1.5 to make sure the jack can withstand loads properly.

Car + Driver: 350 kg Safety Factor: 1.5 Requirement: 350 × 1.5 = 525   kg 350×1.5=525kg

d. Instruction Set

First, we need to define the dimensions of the hydraulic cylinder based on the load requirements.

Then we can start applying the hydraulics on the design. To ensure the strength of the system, we can do Finite Element Analysis (FEA) for stress on the system.

Ariel Putra Dewa Aramadhan

Alice Kisnia Putri

TUGAS BESAR SKE-02Nama: Alice Kisnia PutriNPM: 2206032356Kelas: SKE-02Judul: Desain Aktuator Sistem Hidraulik pada Damping System Landing Gear Pesawat Boeing 787-8

Pada tugas besar kali ini, kami pada kerangka DAI5 diberikan tugas untuk membuat desain sistem hidraulik dan/atau pneumatik pada suatu sistem permesinan. Saya memilih untuk mendalami desain aktuator dan sistem hidraulik pesawat, dengan fokus khusus pada sistem landing gear. Landing gear adalah komponen yang sangat penting dalam pesawat, berfungsi untuk menopang beban pesawat saat pendaratan dan lepas landas, serta menyerap energi kinetik untuk memastikan stabilitas. Dalam sistem hidraulik ini, saya fokus pada desain damping system yang menjadi bagian integral dari landing gear pesawat Boeing 787-8.

Sebelum membahas lebih jauh, saya menggunakan kerangka kerja Deep Awareness (of) I (DAI5), yaitu: Intention, Initial Thinking, Idealization, Instruction, dan Research & Discussion, sebagai panduan untuk menyelesaikan tugas ini. Tujuannya adalah agar pembelajaran dari tugas besar ini dapat memberikan solusi yang tidak hanya efisien secara teknis tetapi juga relevan secara sosial, etis, dan spiritual.

Deep Awareness (of) I (DAI) Pada tahap ini, saya menyadari pentingnya melibatkan nilai spiritual dalam memahami kompleksitas desain hidraulik. Setiap keputusan teknis dibuat dengan mengingat keberlanjutan, manfaat sosial, dan keadilan lingkungan, selaras dengan nilai penciptaan dan harmoni. Landing gear adalah bagian vital pesawat yang harus dirancang dengan mempertimbangkan keselamatan manusia, efisiensi energi, dan keberlanjutan ekosistem.

Intention Niat utama dalam desain ini adalah menciptakan solusi yang berkelanjutan, andal, dan efisien. Saya berusaha untuk menyelaraskan desain dengan tujuan keberlanjutan global, seperti mengurangi jejak karbon melalui efisiensi energi dalam sistem hidraulik. Selain itu, desain ini diarahkan untuk meningkatkan keselamatan operasional pesawat dan mengurangi potensi kegagalan sistem.

Initial Thinking (about the Problem) Dalam tahap ini, saya mengidentifikasi beberapa permasalahan utama pada sistem hidraulik landing gear:

Beban berat pesawat: Sistem harus mampu menopang beban pesawat yang sangat besar, terutama saat pendaratan.

Kebocoran hidraulik: Merupakan masalah umum yang dapat memengaruhi performa dan keandalan sistem.

Efisiensi energi: Sistem hidraulik sering kali membutuhkan energi tinggi untuk operasi yang presisi.

Keausan komponen: Penggunaan material yang tidak sesuai dapat mempercepat degradasi komponen.

Ketidakstabilan operasi: Guncangan saat pendaratan dapat menyebabkan tekanan berlebih pada sistem.

Parameter utama yang dipertimbangkan dalam desain ini meliputi:

Beban maksimum pesawat

Kecepatan operasional sistem

Karakteristik material yang digunakan

Analisis ini membantu mengidentifikasi kebutuhan spesifik untuk menghasilkan solusi optimal bagi efisiensi dan keandalan sistem damping landing gear.

Idealization Solusi ideal yang diusulkan melibatkan desain sistem hidraulik yang menggunakan:

Aktuator silinder ganda: Untuk meningkatkan distribusi beban dan stabilitas.

Material komposit ringan dan tahan aus: Mengurangi keausan dan meningkatkan efisiensi.

Pompa hemat energi: Dengan sistem pengaturan tekanan otomatis untuk mengoptimalkan penggunaan energi.

Katup kontrol presisi tinggi: Untuk memastikan operasi yang stabil selama pendaratan dan lepas landas.

Desain ini mempertimbangkan skalabilitas dan adaptabilitas untuk pesawat lain di masa depan.

Instruction (Set) Proses desain ini akan diimplementasikan melalui langkah-langkah berikut:

Analisis kebutuhan operasional: Menggunakan data teknis pesawat Boeing 787-8 untuk menentukan spesifikasi sistem.

Pemodelan sistem hidraulik: Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak MATLAB untuk mengevaluasi performa tekanan, efisiensi energi, dan ketahanan material.

Uji coba virtual: Melakukan simulasi pendaratan dengan berbagai skenario beban untuk memvalidasi desain.

Evaluasi dan iterasi: Menggunakan data simulasi untuk memperbaiki desain sebelum diimplementasikan.

Dokumentasi: Menyusun laporan hasil analisis dan desain secara profesional, mencakup semua aspek teknis dan non-teknis.

Kesimpulan Melalui pendekatan ini, desain damping system landing gear Boeing 787-8 diharapkan dapat memberikan solusi yang tidak hanya andal dan efisien, tetapi juga sesuai dengan nilai-nilai keberlanjutan dan etika. Dengan integrasi kerangka DAI5, proses desain ini mampu menciptakan dampak positif baik secara teknis maupun sosial, sekaligus menjadi wujud pengabdian terhadap nilai-nilai penciptaan.

Mohammad Bimasakti (2206025395)

Consciousness

Limbah kaleng dari produk makanan dan minuman terus meningkat, sehingga diperlukan solusi inovatif untuk mendaur ulangnya. Sistem pneumatik penghancur kaleng menjadi jawaban untuk meningkatkan efisiensi proses daur ulang. Sistem ini memanfaatkan prinsip tekanan udara untuk menghasilkan gaya besar dengan efisiensi tinggi, menjadikannya solusi yang ramah lingkungan dan ekonomis.

Intention

Tujuan dari proyek ini adalah: 1.Mengoptimalkan efisiensi energi: Memanfaatkan sistem pneumatik untuk menghancurkan kaleng dengan displacement kecil dan gaya besar. 2. Ramah lingkungan: Mendukung proses daur ulang kaleng dengan mengurangi limbah volume besar. 3. Ekonomis:Menggunakan komponen sederhana untuk menekan biaya produksi alat.

---

Initial Thinking

Sistem pneumatik bekerja berdasarkan hubungan antara gaya, tekanan, dan luas penampang. Dengan memilih silinder pneumatik yang tepat, alat ini dapat menghancurkan kaleng dengan gaya minimum yang diperlukan. Prinsip dasar yang digunakan meliputi:

P = F/A Usaha dalam proses penghancuran: W = F X D -Efisiensi energi sistem pneumatik yang berhubungan dengan tekanan dan volume udara.

---

Idealization

Sistem yang ideal harus memenuhi beberapa kriteria: 1.Menghasilkan gaya cukup besar: Untuk menghancurkan kaleng tanpa mengurangi efisiensi sistem. 2.Minim displacement: Displacement yang kecil meminimalkan gesekan dan energi terbuang. 3. Ramah lingkungan: Sistem yang hemat energi dan menggunakan material daur ulang.

Contohnya adalah silinder pneumatik dengan diameter piston yang cukup besar untuk menghasilkan gaya yang sesuai dengan tekanan kerja standar.

Instruction Set 1. Tekanan yang Dibutuhkan

 Untuk menghitung tekanan udara yang diperlukan untuk menghancurkan kaleng:
 P = F/A
 -( P ): Tekanan udara (Pa atau bar)  
 -( F ): Gaya yang diperlukan untuk menghancurkan kaleng (N)  
 -( A ): Luas penampang piston ( m²)  

2. Gaya yang Dihasilkan Silinder

 Gaya yang dihasilkan oleh silinder dihitung menggunakan:
 F = P x A
 - Pastikan gaya (F) yang dihasilkan lebih besar dari gaya penghancuran kaleng.

3. Displacement Silinder

 Displacement silinder dihitung berdasarkan jarak gerak piston:

 W = F . d
 
 -( W ): Usaha yang dilakukan (Joule)  
 -( d ): Jarak gerak piston (m)  

4. Efisiensi Sistem Pneumatik

 Efisiensi sistem pneumatik ditentukan dengan membandingkan kerja aktual dengan energi yang disediakan
   

5. Volume Udara yang Dibutuhkan

 Volume udara yang digunakan dihitung berdasarkan perpindahan piston:
 
 V = A . d
 -( V ): Volume udara (m³)  
 -( d ): Displacement piston (m)  

6. **Daya Kompresor**

 Daya kompresor yang dibutuhkan untuk menghasilkan tekanan udara dihitung dengan:

 P = P x V/ t
 \]
 - ( P ): Daya kompresor (Watt)  
 - ( V ): Volume udara (m³)  
 - ( t ): Waktu pengisian udara (s)

---

NILAI ESSAY -----

Rangkuman Skor Total Skor:

Deep Awareness: 12/18 Intention: 14/15 Initial Thinking: 16/18 Idealization: 16/18 Instruction Set: 23/30 Total Keseluruhan: 81/99

Kesimpulan: Esai mendapatkan skor yang sangat baik, dengan kekuatan utama pada relevansi analisis, idealisasi solusi, dan perumusan langkah-langkah instruksi. Namun, terdapat ruang untuk perbaikan, terutama dalam integrasi aspek spiritual (CCIT), refleksi kritis, dan metode validasi solusi.

Mochammad Rafi Fairuzi

Sistem Konversi Energi - 02 Nama: Mochammad Rafi Fairuzi NPM: 2206055580

Sistem Pneumatik Conveyor: Teknologi Pneumatik Dalam Penanganan Material

(Deep Awareness of Self) Sistem pneumatik conveyor sering digunakan dalam transportasi material dalam jumlah besar di berbagai industri dengan memberikan efisiensi tenaga maupun biaya untuk substansi-substansi ringan maupun sedang, serta meningkatkan efisiensi proses kerja.

Sistem ini menggunakan berbagai prinsip untuk metode operasionalnya dengan berbagai komponen utama seperti pompa, pipa, dan penyusun lainnya.

Sistem pneumatik conveyor ini menggunakan berbagai prinsip fisika dasar, antara lain:

Hukum Pascal Hukum Pascal merupakan prinsip fisika dasar dalam pengaplikasian tekanan fluida ke seluruh permukaan secara merata. Prinsip ini mendukung sistem pneumatik conveyor dengan memastikan tekanan di dalam sistem tetap stabil.

Hukum Bernoulli Hukum Bernoulli menjelaskan hubungan antara tekanan dan kecepatan fluida. Ini penting untuk memastikan kecepatan transportasi material di dalam sistem pneumatik tetap sesuai.

Hukum Kekekalan Energi Hukum ini menjelaskan bahwa energi dalam sistem tidak akan hilang, hanya berubah bentuk. Dalam pneumatik conveyor, energi yang masuk ke kompresor diubah menjadi energi kinetik udara untuk menggerakkan material.

Sistem pneumatik conveyor biasanya dibagi berdasarkan kebutuhan, seperti transportasi material berbasis vacuum atau pompa tekanan tinggi.

(Intention) Desain dan Perhitungan Desain sistem harus memperhatikan prinsip kerja hukum fisika seperti kondisi tekanan pipa, efisiensi kompresor, hingga material yang dipindahkan.

(Initial Thinking) variabel-variabel yang dipertimbangkan dalam perhitungan sistem. Ini melibatkan pemahaman tentang jenis material aliran material dan pemilihan pipa dan kompresor yang sesuai, serta analisis terkait faktor-faktor seperti kecepatan aliran dan tekanan yang dibutuhkan untuk menggerakkan material.

(Idealization) desain ideal dari sistem conveyor pneumatik yang bekerja dengan efisien, aman, dan hemat biaya. Dalam tahap ini,merancang sistem yang memaksimalkan manfaat dari hukum fisika yang telah di identifikasi

Yaitu dengan cara Mendesain sistem dengan pipa berdiameter besar untuk mengurangi hambatan aliran, meminimalkan gesekan udara, dan mengoptimalkan distribusi tekanan menggunakan prinsip Hukum Pascal. Menggunakan kompresor yang efisien yang dapat memberikan tekanan udara yang cukup untuk mempertahankan aliran udara yang stabil sepanjang sistem tanpa menyebabkan kebocoran. Memastikan bahwa kecepatan udara dapat dijaga pada level yang cukup untuk mengangkat material sesuai dengan prinsip Hukum Bernoulli, tanpa menyebabkan turbulensi atau gangguan aliran yang bisa menurunkan efisiensi.

(Implementasi) Pengujian tekanan dan aliran: Menyusun pengujian untuk memverifikasi bahwa tekanan yang diterapkan pada sistem benar-benar diteruskan secara merata (sesuai dengan Hukum Pascal). Mengukur kecepatan aliran udara: Memastikan bahwa kecepatan udara cukup untuk memindahkan material sesuai dengan yang direncanakan (menggunakan Hukum Bernoulli). Evaluasi energi yang digunakan: Menghitung dan memonitor efisiensi sistem untuk memastikan bahwa energi yang digunakan dalam sistem tidak terbuang secara sia-sia, mengacu pada Hukum Kekekalan Energi.

Benigni Manalu

Advanced Analysis of Hydraulic Systems in Excavators (DAI 5 Framework) Introduction Excavators serve as pivotal machinery in contemporary construction and heavy industry, leveraging sophisticated hydraulic systems to execute operations such as excavation, lifting, and transporting massive loads. These systems epitomize the effective application of fluid dynamics principles, translating hydraulic energy into precise mechanical outputs. This analysis employs the DAI 5 analytical framework—Deep Awareness of I, Intention of the Project Activity, Initial Thinking, Methods & Procedures, and Results & Discussion—to explore the core components, functional principles, and efficiency considerations of hydraulic systems. Deep Awareness of I The operation and optimization of hydraulic systems underscore the importance of self-awareness and continuous reflection. By recognizing our role as stewards of engineering innovation, we align our efforts with a higher purpose. The remembrance of The One and Only instills a sense of responsibility and ethical grounding, ensuring that the technological advancements we pursue benefit humanity and the environment. Intention of the Project Activity The primary objective of this project is to analyze and optimize the hydraulic systems in excavators, ensuring their efficiency, reliability, and sustainability. This intention aligns with a broader goal of reducing environmental impact while enhancing the performance of heavy machinery. Ethical considerations guide the approach, emphasizing safety, resource conservation, and the well-being of operators. Initial Thinking At the outset, the project seeks to address critical challenges in hydraulic systems, such as energy losses, pressure inefficiencies, and component wear. Drawing upon foundational principles like Pascal's law, the analysis aims to bridge existing gaps in performance optimization. Previous studies highlight the need for integrated approaches that balance theoretical insights with practical applications. Methods & Procedures Idealization To conceptualize an ideal solution, assumptions were made to simplify complex interactions within the hydraulic system. These include uniform fluid properties, negligible heat losses, and ideal material behavior. Such idealizations provide a baseline for analysis while acknowledging real-world deviations. Instruction (Set) The methodology encompasses the following steps: 1. System Modeling: Develop a mathematical model of the hydraulic system, incorporating pressure, flow rate, and component interactions. 2. Simulation: Use computational tools to simulate system behavior under various conditions. 3. Validation: Compare simulation results with experimental data to ensure accuracy. 4. Iteration: Refine models and procedures based on discrepancies between theoretical predictions and observed outcomes. Results & Discussion Case Study: Excavator Force Amplification Results & Calculations Case Study: Excavator Pressure Calculation The hydraulic system in an excavator involves generating significant force through hydraulic pressure, enabling the machine to lift and move heavy loads. In this scenario: • Force (F): The total force generated by the hydraulic system actuator. • Area (A): The cross-sectional area of the actuator piston. • Pressure (P): The hydraulic pressure applied to the actuator piston. Given Data: • Actuator force (F): 96,575 N • Piston diameter (d): 50 cm • Piston radius (r): d2=0.25 m • Cross-sectional area of the actuator piston (A): A=πr2 ≈0.196m2. Calculating Pressure: Using the formula: P=F/A we substitute the known values: P= 965757N/0.196m2

 = 492.73 kPa

Discussion The results highlight key areas for improvement, including pressure loss mitigation and energy optimization. Advanced technologies such as AI-driven diagnostics and real-time monitoring can further enhance system performance, ensuring reliability and sustainability. Conclusion, Closing Remarks, Recommendations Through the DAI 5 framework, hydraulic systems in excavators are revealed as engineering marvels rooted in foundational fluid dynamics principles. By integrating ethical considerations, innovative technologies, and continuous improvement, these systems achieve unparalleled efficiency and durability. Future efforts should focus on sustainable practices and advanced monitoring tools to enhance their impact and align with global environmental goals.

Muhammad Daffa Radhitya

Essay Tugas Besar Muhammad Daffa Radhitya 2206055220 SKE-01

Judul: Analisis Kinerja Sistem Hidrolik Pada Cold Milling Machine

Pendahuluan Cold Milling Machine (CMM) merupakan salah satu alat berat yang mengandalkan sistem hidrolik untuk kegiatan operasionainya yakni untuk mengelupas aspal. Penulis mengambil judul ini karena pernah magang di salah satu perusahaan perawatan alat berat. Pada topik Ini penulis berharap dapat memberikan manfaat bagi industri alat berat. Kinerja sistem hidrolik dapat dikaitkan dengan beberapa hal seperti tekanan, temperatur, viskositas, jenis aliran, dan efisiensi. Berdasarkan penelitian yang pernah penuils baca menunjukkan adanya kendara pada ketidakepisienan energi. Dengan pendekatan simulasi dan evaluasi data, penelitian ini bertujuan untuk memberikan solusi melalui optimalisasi desain sistem hidrolik.

Penulis dalam menuliskan karya ini menggunakan. Framework DAI5 yang menjadi landasan berpikir yang nantinya dituangkan ke dalam sebuah karya tulis. Berikut adalah langkah berpikir penuis dalam menyelesaikan karya tulis ini.

1. Deep Awareness (of) I (Human) Dalam hal ini penulis memiliki tanggungjawab moral untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dam menyelesaikan permasalahan yang ada di masyarakat. Dalam hal ini penulis berusaha untuk bermanfaat memalui pemecahan masalah di dunia alat berat. Alat berat yang penulis pilih adalah Cold Milling Machine. Sebuah alat berat yang di dalamnya terdapat sistem hidrolik pada bagian lift cylinder yang berfungsi sebagai adjuster lengan conveyor pada CMM. Penulis memahami bahwa terdapat peran besar dari operator, teknisi, dan insinyur dalam menjaga kinerja CMM. Kesadaran ini mendorong penulis untuk memahami lebih dalam bagaimana desain dan pengelolaan sistem hidroilk agar dapat memberikan dampak positif bagi semua pihak yang terribat, baik dari sisi teknis maupun humanis.

2. Intention Niat utama dalam karya tulis ini adalah untuk membantu industri alat berat dalam hal peningkatan efisiensi pada sistem hidrolik CMM. Penulis menyadari niat yang baik tidak dapat berdiri dengan sendirinya. Perlu adanya langkah konkret daam hai ini penulis berusaha memperbanyak studi literatur baik dari jurnal maupun video dan berusaha dengan baik untuk memahamimya. Harapannya penulis dapat mengidentifikasi, menganalisis, dan mengoptimalkan kinerja sistem hidrolik pada (CMM).

3. Initial Thinking About the Problem Permasalahan pada sistem hidrolik Cold Milling Machine bermula dari ketidakefisienan energi yang sering terjadi akibat desain yang kurang optimal, seperti kebocoran fluida, tekanan yang tidak stabil, dan pemilihan komponen yang tidak sesuai dengan beban kaja. Hai ini tidak hanya meningkatkan konsumsi energi, tetapi berkontribusi dalam kerusakan komponen utama, seperti pompa, katup, dan silinder hidrolik. Adapun permasalahan yang sering terjadi pada sistem hidrolik alat berat.

a. Ketidakefisienan Energi Sistem hidrolik seringkali menunjukkan inefisiensi akibat desain yang kurang optimal, seperti kebocoran fluida, tekanan yang tidak stabil, dan pemilihan komponen yang tidak sesuai dengan beban kerja. Hal Ini menyebabkan peningkatan konsumsi energi.

b. Kerusakan Komponen Komponen seperti katup, pompa, dan silinder hidrolik rentan rusak akibat tekanan yang berlebih dan kurangnya perawatan..

4. Idealization Model sistem yang digunakan hanya dalam bentuk lift cylinder dengan asumsi pengoperasiannya steady-state dan kebocoran diabaikan. Sistem ini harus mempertahankan tekanannya dan aliran fluidanya harus stabil (laminar).

5. Instruction Set a. Menentukan parameter yang digunakan (tekanan, aliran fluida, dan viskositas) b. Memilih komponen yang ditinjau (lift Cylinder). c. Menggunakan hukum pascal, head losses, dan reynolds number d. Mensimulasikan dan memvalidasi dari jurnal.

Sistem Konversi Energi-02

Pneumatic Transmission Shifter pada Mobil Formula Student

Formula Student merupakan kompetisi balap/lomba engineering dengan basis mobil bergaya formula yang diikuti oleh mahasiswa dari seluruh dunia. Lomba Formula Student ini bertujuan untuk mengenalkan mahasiswa ke bidang engineering, terutama pada industri motorsport. Di sini banyak hal yang dilombakan, mulai dari balap, lomba engineering design, cost & manufacturing report, dan business plan. Bukan hanya balapan yang menjadi objek perlombaan, namun bagaimana kita membangun dan mengatur sebuah tim balap menjadi penilaian dan pelajaran yang signifikan.

Pada lomba Formula Student ini, para mahasiswa berlomba-lomba untuk bisa membangun mobil yang terbaik dibandingkan kompetitornya. Banyak inovasi-inovasi teknologi pada industri otomotif pertama kali dikembangkan oleh insinyur-insinyur dari Formula Student. Di sini kita didorong untuk menerapkan ilmu-ilmu yang kita dapatkan pada saat kuliah untuk melakukan riset, desain, simulasi, perhitungan, manufaktur, uji coba, agar bisa menciptakan mobil balap yang terbaik. Salah satu inovasi yang mulai banyak digunakan pada mobil Formula Student agar bisa meningkatkan performa kendaraannya adalah Pneumatic Transmission Shifter.

Pada kondisi balap, sepersekian detik menjadi waktu yang sangat berharga. Hal ini karena dapat menentukan kemenangan dari suatu tim. Maka dari itu, diperlukan inovasi teknologi yang dapat meningkatkan performa kendaraan kita. Sebelum itu, kita harus menerapkan DAI5 dalam kerangka berpikir kita. Sesuai dengan nilai DAI5 yang pertama, Deep Awareness of I, kita harus aware bahwa semua hal yang kita lakukan itu karena Allah SWT sebagai Sang Pencipta. Sesuai perintah-Nya, kita terus diperintahkan untuk terus belajar. Salah satu bentuknya adalah menciptakan inovasi teknologi yang bermanfaat karena kita sudah dititipkan ilmu keteknikan oleh Allah SWT.

Setelah aware, kita harus menentukan intention kita dalam hal ini adalah untuk dapat meraih prestasi di kancah internasional. Caranya dalam hal ini adalah dengan berpartisipasi dan menjadi juara pada lomba internasional, yaitu Formula Student. Setelah kita paham atas intention kita, kita harus melakukan initial thinking apa yang diperlukan untuk dapat memenangkan lomba tersebut. Untuk dapat memenangkan lomba tersebut, kita harus dapat menjadi yang tercepat di kompetisi itu. Diperlukan mobil yang cepat agar bisa memenangkan lomba itu. Banyak faktor yang menyebabkan mobil kita menjadi lambat, salah satunya pada saat pergantian gigi saat sedang berakselerasi. Hal ini disebabkan karena diperlukan waktu yang banyak untuk menarik tuas kopling, memindahkan tuas persneling, dan melepas kopling. Pada saat memindahkan gigi, tangan kita juga terlepas dari setir yang dapat mengganggu kendali pembalap.

Untuk mengatasi hal tersebut, idealization dari permasalahan itu adalah dengan memasang paddle shifter pada setir untuk meminimalisir waktu pergantian gigi. Lalu paddle shifter akan terhubung ke microcontroller seperti Arduino Uno/ESP32 untuk memberikan sinyal input. Kemudian Arduino akan terhubung ke pneumatic actuator yang akan mendorong tuas persneling gigi untuk melakukan perpindahan. Pneumatic actuator akan mendapatkan supply udara dari reservoir yang sudah diisi udara oleh kompresor sebelumnya.

Untuk instruction set-nya, pertama kita harus menentukan berapa force yang diperlukan oleh sebuah persneling transmisi agar dapat berpindah gigi. Setelah tahu berapa, kita perlu menentukan berapa pressure udara yang diperlukan untuk dapat menggerakkan persneling. Ini dapat dicari dengan rumus: P = F/A

Keterangan:

P = pressure F = force A = area Setelah itu, kita dapat menentukan jenis pneumatic actuator yang akan digunakan. Lalu setelah itu, kita bisa melakukan coding pada Arduino untuk memberikan perintah pada actuator pada saat paddle di setir ditekan. Perlu diperhatikan juga, kapasitas reservoir juga harus diperhatikan agar actuator dapat bekerja sepanjang balapan. Lalu kita bisa melakukan pengetesan apakah di sistem terdapat malfungsi, kebocoran, dan sebagainya. Setelah dipastikan reliable, sistem bisa digunakan.

Penilaian

• Konten: 40/50
• Bahasa: 20/25
• Orisinalitas: 25/25

Total Nilai: 85/100