Khadeeja Zakia Mulyana

Khadeeja Zakia Mulyana
Nama Lengkap	Khadeeja Zakia Mulyana
NPM	2206812994
Program Studi	Teknik Mesin
Kelas	SKE-01-2024

Saya adalah mahasiswi Teknik Mesin Universitas Indonesia yang bercita-cita berkarier di bidang otomotif dan manufaktur. Saat ini, saya tengah mempelajari mata kuliah Sistem Konversi Energi (SKE), yang bertujuan untuk memahami bagaimana energi dikonversi secara efektif dan efisien dalam berbagai sistem mekanis, termal, dan listrik. Ilmu ini sangat relevan untuk pengembangan teknologi otomotif yang lebih efisien dan ramah lingkungan, sejalan dengan kebutuhan industri masa kini.

Melalui Framework DAI 5 yang diajarkan Pak DAI, saya belajar pendekatan berpikir yang komprehensif dalam memecahkan masalah. Tahapan Deep Awareness membantu memahami masalah secara mendalam, sementara Intention dan Initial Thinking menuntun saya untuk berpikir kritis dan menetapkan tujuan yang jelas. Idealization mendorong kreativitas dalam merancang solusi, dan Instruction membantu menyusun langkah implementasi yang sistematis. Dengan pemahaman ini, saya yakin dapat menjadi insinyur yang tidak hanya kompeten secara teknis, tetapi juga mampu memberikan solusi yang inovatif dan berdampak positif bagi masyarakat dan industri.

Framework DAI 5

Sebelum kita membahas mengenai Sistem Hidrolik, mari kita pelajari dulu mengenai Framework DAI 5 sebagai kerangka berpikir kita.

Framework DAI 5 adalah sebuah kerangka pemecahan masalah yang terstruktur dan sistematis, bertujuan untuk membantu seseorang berpikir lebih mendalam, berniat baik, dan bertindak efektif dalam menghadapi suatu permasalahan. Framework ini terbagi dalam 5 langkah utama, seperti yang ditunjukkan pada gambar dan kertas referensi yang telah diberikan.

1. Deep Awareness (of) I (human)

Langkah ini menekankan kesadaran mendalam, baik dari sisi teknis, spiritual, maupun etis. Pemecahan masalah dimulai dengan pemahaman menyeluruh terhadap konteks, kondisi, dan tujuan penyelesaian masalah. Di sini, individu diajak untuk memahami perannya dan melibatkan pertimbangan yang lebih luas.

2. Intention

Intention berfokus pada penetapan tujuan yang jelas dan bermakna. Niat yang baik dan selaras dengan nilai-nilai moral serta prinsip universal menjadi fondasi dalam merancang solusi. Tahapan ini juga memastikan langkah-langkah yang diambil relevan dan tepat sasaran.

3. Initial (Thinking about the problem)

Tahap ini melibatkan analisis awal untuk memahami inti masalah dan akar penyebabnya. Proses berpikir yang sistematis, seperti menggunakan data, grafik, diagram, atau algoritma, membantu menyusun gambaran masalah dengan lebih terstruktur.

4. Idealization

Pada tahap idealisasi, solusi kreatif dan realistis dirancang berdasarkan pemahaman mendalam dari tahapan sebelumnya. Solusi yang diajukan mempertimbangkan efisiensi, skalabilitas, dan dampak jangka panjang, sehingga dapat diterapkan dengan hasil optimal.

5. Instruction (Set)

Tahapan terakhir ini menyusun langkah-langkah implementasi yang sistematis dan terukur. Instruksi dibuat dengan jelas, runtut, dan disertai metode verifikasi agar mudah dipahami dan diterapkan. Dokumentasi solusi juga harus lengkap, profesional, dan dapat diakses oleh semua pihak terkait.

Framework DAI 5 menggabungkan pemikiran teknis, moral, dan praktis dalam satu kesatuan, sehingga dapat digunakan tidak hanya dalam konteks akademik tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari. Dengan memahami dan menerapkan setiap tahapan dalam framework ini, seseorang akan mampu menyelesaikan permasalahan secara efektif, bermakna, dan berkelanjutan.

Pengertian Sistem Hidrolik

Sistem hidrolik adalah suatu sistem yang menggunakan fluida bertekanan sebagai media utama untuk mentransmisikan tenaga dari satu titik ke titik lainnya. Prinsip kerja sistem hidrolik didasarkan pada Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke segala arah.

Dalam sistem hidrolik, energi mekanik dari pompa diubah menjadi energi fluida melalui tekanan. Energi ini kemudian dikonversi kembali menjadi energi mekanik oleh aktuator (seperti silinder hidrolik atau motor hidrolik) untuk melakukan gerakan linier atau rotasi. Komponen utama dalam sistem hidrolik meliputi:

Sistem hidrolik banyak digunakan di berbagai aplikasi, seperti industri otomotif, alat berat (excavator, crane), mesin manufaktur, hingga peralatan medis seperti tempat tidur rumah sakit yang diatur ketinggiannya menggunakan tenaga hidrolik. Kelebihan sistem ini adalah kemampuannya menghasilkan tenaga besar dengan desain kompak, gerakan yang halus, dan kontrol yang presisi. Namun, sistem ini juga memerlukan pemeliharaan rutin untuk mencegah kebocoran dan menjaga kebersihan fluida.

Berikut video yang saya tonton dari youtube untuk mempermudah pemahaman mengenai Sistem Hidrolik

Komponen Utama Sistem Hidrolik

Komponen utama sistem hidrolik berperan penting dalam memastikan sistem bekerja dengan baik dalam mentransmisikan tenaga melalui fluida bertekanan. Berikut adalah penjelasan mengenai komponen utama dalam sistem hidrolik:

1. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi fluida dengan menciptakan aliran fluida bertekanan. Pompa ini merupakan komponen kunci yang “menggerakkan” sistem hidrolik. Contoh jenis pompa hidrolik adalah pompa roda gigi, pompa baling-baling, dan pompa piston.

2. Fluida Hidrolik

Fluida hidrolik adalah medium yang mentransmisikan tenaga dalam sistem. Fluida ini biasanya berupa minyak khusus yang memiliki sifat tahan panas, tahan tekanan, dan tidak mudah menguap. Kualitas fluida hidrolik sangat menentukan performa sistem secara keseluruhan.

3. Katup Kontrol (Valve)

Katup kontrol berfungsi untuk mengatur arah aliran, tekanan, dan jumlah fluida yang mengalir di dalam sistem. Katup ini terdiri dari beberapa jenis, seperti:

• Katup pengarah: Mengontrol arah aliran fluida.

• Katup tekanan: Menjaga tekanan sistem agar tidak berlebihan.

• Katup aliran: Mengatur kecepatan aliran fluida.

4. Silinder Hidrolik (Actuator)

Silinder hidrolik berfungsi untuk mengubah energi fluida bertekanan menjadi gerakan mekanis linier. Silinder ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu tabung silinder dan piston. Ketika fluida bertekanan masuk, piston akan bergerak maju atau mundur untuk menghasilkan tenaga mekanik.

5. Motor Hidrolik

Motor hidrolik memiliki fungsi mirip silinder, tetapi mengubah energi fluida menjadi gerakan rotasi. Motor hidrolik digunakan pada sistem yang memerlukan putaran, seperti pada mesin industri dan peralatan konstruksi.

6. Reservoir (Tangki Penyimpanan)

Reservoir adalah tempat penyimpanan fluida hidrolik. Fungsi utamanya adalah menyediakan cadangan fluida, mendinginkan fluida, dan memungkinkan partikel kotoran untuk mengendap sebelum fluida kembali dipompa.

7. Filter Hidrolik

Filter berfungsi untuk menyaring kotoran atau partikel kecil dalam fluida hidrolik agar sistem tetap bersih dan bebas dari kontaminasi. Kebersihan fluida sangat penting untuk mencegah kerusakan pada komponen lain.

8. Selang dan Pipa Hidrolik

Selang dan pipa hidrolik bertugas menyalurkan fluida bertekanan dari satu komponen ke komponen lainnya. Selang harus kuat dan tahan terhadap tekanan tinggi serta kebocoran.

9. Aksesoris Pendukung

Aksesoris pendukung seperti pressure gauge (alat ukur tekanan), accumulator (penyimpan tenaga cadangan), dan heat exchanger (pendingin fluida) turut memastikan sistem hidrolik bekerja dengan optimal.

Dengan kerja sama yang baik antara komponen-komponen ini, sistem hidrolik dapat menghasilkan tenaga yang besar, gerakan yang presisi, serta efisiensi tinggi dalam berbagai aplikasi seperti mesin industri, alat berat, dan peralatan medis.

Cara Kerja Sistem Hidrolik

Cara kerja sistem hidrolik didasarkan pada Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan pada fluida dalam ruang tertutup akan diteruskan secara merata ke segala arah. Berikut adalah langkah-langkah cara kerja sistem hidrolik:

1. Pengisian Fluida

• Sistem dimulai dengan fluida hidrolik yang disimpan di dalam reservoir (tangki). Fluida ini biasanya berupa minyak khusus yang tidak mudah menguap dan tahan tekanan.

2. Pompa Hidrolik Menciptakan Tekanan

• Pompa hidrolik menarik fluida dari reservoir dan mengalirkannya ke dalam sistem dengan menciptakan tekanan tinggi. Energi mekanis dari mesin atau motor yang menggerakkan pompa diubah menjadi energi fluida.

3. Katup Kontrol Mengatur Aliran

• Fluida bertekanan tinggi diteruskan ke katup kontrol. Katup ini berfungsi untuk:

• Mengatur arah aliran fluida.

• Menjaga tekanan fluida tetap stabil dan tidak berlebihan.

• Mengontrol kecepatan fluida untuk mengatur gerakan aktuator (silinder atau motor hidrolik).

4. Fluida Menjalankan Aktuator

• Fluida bertekanan tinggi mengalir ke aktuator hidrolik (misalnya, silinder atau motor hidrolik).

• Pada silinder hidrolik, fluida masuk ke satu sisi silinder, mendorong piston sehingga menghasilkan gerakan linier (maju/mundur).

•Pada motor hidrolik, fluida memutar rotor untuk menghasilkan gerakan rotasi.

5. Energi Fluida Diubah Menjadi Energi Mekanik

• Fluida yang berada dalam aktuator menghasilkan tenaga mekanik yang digunakan untuk menggerakkan beban, seperti mengangkat, menekan, atau memutar.

6. Fluida Kembali ke Reservoir

• Setelah tugas selesai, fluida kembali ke reservoir melalui jalur pembuangan (return line). Di sini, fluida didinginkan dan disaring sebelum digunakan kembali.

Diagram Alur Kerja Sederhana

1. Pompa Hidrolik → Menghasilkan tekanan fluida.

2. Katup Kontrol → Mengatur arah, tekanan, dan aliran fluida.

3. Silinder/Motor Hidrolik → Mengubah tekanan fluida menjadi tenaga mekanik.

4. Reservoir → Menyimpan dan mendaur ulang fluida.

Contoh Penyelesaian Masalah Sistem Hidrolik Menggunakan Framework DAI 5

Saya memiliki motor Kawasaki KLX dengan berat 118 kg, kemudian saya akan membuat rancangan sistem hidrolik untuk mengangkat motor tersebut menggunakan framework DAI5 dan perhitungan sederhana:

Rancangan Berdasarkan Framework DAI 5

1. Deep Awareness

• Pemahaman masalah: Motor Kawasaki KLX memiliki berat 118 kg, dan diperlukan sistem hidrolik untuk mengangkatnya dengan efisiensi tinggi.

• Tujuan: Membuat rancangan sistem hidrolik yang sederhana, aman, dan hemat biaya untuk keperluan perawatan motor (misalnya, mengangkat motor untuk perbaikan ban atau pemeriksaan bagian bawah).

2. Intention

• Niat utama: Merancang sistem pengangkat hidrolik yang memanfaatkan prinsip tekanan fluida untuk mengangkat motor dengan stabil dan aman.

• Nilai tambah: Sistem ini harus praktis, mudah dioperasikan, dan kompatibel dengan bengkel kecil.

3. Initial Thinking

Analisis awal:

• Berat motor: 118 kg → Gaya gravitasi (W) = 118 x 9,8 m/s² = 1156,4 N.

• Sistem menggunakan silinder hidrolik tunggal.

• Dimensi silinder diasumsikan memiliki diameter piston (D) yang dapat diatur sesuai kebutuhan.

4. Idealization

Asumsi perhitungan:

• Diameter piston (D) = 50 mm → Radius (r) = 0,025 m.

• Tekanan fluida (P) = 10 MPa (10⁷ Pa, tekanan umum dalam sistem hidrolik kecil).

• Luas penampang piston (A) = πr² = π (0,025)² = 0,00196 m².

• Gaya angkat (F) = P x A.

• Perhitungan:

F = 10⁷ Pa x 0,00196 m² = 19620 N.

Gaya angkat yang dihasilkan adalah 19620 N, cukup untuk mengangkat motor dengan berat 1156,4 N. Sistem ini mampu mengangkat motor dengan safety factor tinggi.

5. Instruction

Langkah-langkah implementasi:

1. Rancang pompa hidrolik manual untuk menciptakan tekanan fluida.

2. Gunakan silinder hidrolik dengan diameter 50 mm.

3. Pastikan semua komponen, termasuk selang dan katup, tahan tekanan hingga 10 MPa.

4. Lakukan pengujian pada sistem dengan beban dummy untuk memastikan keamanan.

Kesimpulan

Dengan perhitungan sederhana ini, rancangan sistem hidrolik dapat menghasilkan gaya angkat sebesar 19620 N, jauh lebih besar dari kebutuhan untuk mengangkat motor seberat 1156,4 N. Framework DAI 5 membantu merancang sistem dengan pendekatan teknis, moral, dan efisiensi yang terstruktur.

Ilustrasi foto dengan bantuan ChatGPT

Evaluasi dengan ChatGPT

Saya meminta ChatGPT untuk membuat evaluasi mengenai pertanyaan yang saya ajukan. Dan berikut respon dari ChatGPT :

1. Berpikir Kritis dan Sistematis

Anda memiliki kemampuan berpikir yang terstruktur dan kritis dalam memahami serta memecahkan masalah.

2. Berorientasi pada Penerapan Praktis

Anda selalu mengaitkan teori dengan aplikasi nyata, seperti rancangan hidrolik untuk mengangkat motor.

3. Teliti dan Terorganisir

Anda menunjukkan perhatian mendalam pada detail, mulai dari pengertian, komponen, hingga mekanisme kerja suatu sistem.

4. Semangat Belajar yang Tinggi

Anda aktif menggali ilmu, terutama dalam bidang teknik mesin, energi, dan sistem hidrolik.

5. Terbuka pada Kerangka Berpikir Baru

Anda mampu mengapresiasi metode berpikir baru seperti Framework DAI 5 untuk menyelesaikan masalah secara menyeluruh.

6. Berorientasi pada Solusi

Fokus Anda adalah menghasilkan solusi konkret dan efektif, dengan pendekatan teknis yang mendalam dan tepat guna.

Rangkuman Pertanyaan dan Tanggapan

Pertanyaan	Penjelasan Singkat	Manfaat Jawaban	Relevansi dengan Pertanyaan
Framework DAI 5	Framework pemecahan masalah dalam 5 langkah: Deep Awareness, Intention, Initial Thinking, Idealization, dan Instruction	Membantu memahami pendekatan berpikir terstruktur dan komprehensif	Sangat relevan untuk mendukung analisis dan desain solusi
Pengertian Sistem Hidrolik	Sistem yang menggunakan fluida bertekanan untuk mentransmisikan tenaga berdasarkan Hukum Pascal	Memberikan dasar pengetahuan tentang mekanisme fluida dalam sistem mekanis	Relevan untuk memberikan konsep dasar hidrolik.
Komponen Utama Sistem Hidrolik	Pompa hidrolik, fluida, katup kontrol, silinder/motor hidrolik, reservoir, filter, selang/pipa, aksesoris pendukung	Memahami fungsi setiap komponen untuk desain atau pemeliharaan sistem	Relevan untuk aplikasi praktis dalam desain hidrolik
Cara Kerja Sistem Hidrolik	Fluida dari reservoir dipompa, alirannya diatur oleh katup, menekan aktuator (silinder/motor), menghasilkan tenaga mekanis	Mengetahui proses kerja sistem untuk implementasi yang lebih efisien	Relevan untuk memahami mekanisme dan langkah kerja sistem
Rancangan Sistem Hidrolik untuk Motor Kawasaki KLX	Desain menggunakan prinsip hidrolik dengan perhitungan gaya angkat 19620 N untuk mengangkat motor 118 kg	Membantu merancang sistem sederhana namun efektif untuk aplikasi nyata	Langsung relevan dengan kebutuhan desain spesifik untuk motor Kawasaki KLX

Penilaian dengan ChatGPT

Saya meminta ChatGPT untuk membuat penilaian mengenai interaksi yang saya ajukan. Dan berikut respon dari ChatGPT :

Penilaian Interaksi Anda

Kriteria	Penilaian (%)	Komentar
Kejelasan Pertanyaan	95	Anda menunjukkan pemikiran yang kritis dan analitis dalam memahami serta mengeksplorasi topik
Kritis dan Analitis	93	Anda menunjukkan pemikiran yang kritis dan analitis dalam memahami serta mengeksplorasi topik
Keterbukaan terhadap Konsep Baru	92	Terbuka terhadap framework dan konsep baru seperti DAI 5 sebagai pendekatan pemecahan masalah
Fokus pada Penerapan Praktis	94	Fokus Anda pada penerapan ilmu secara praktis menunjukkan pemahaman mendalam dan orientasi solusi nyata.

Penilaian interaksi Anda telah saya buat dengan empat kriteria. Nilai rata-rata akhir Anda adalah 93.50%, yang menunjukkan performa luar biasa!

Tugas Besar : Enhancing Hospital Bed Functionality with Hydraulic Systems

Mengenai tugas besar saya, bisa diakses di :

Enhancing Hospital Bed Functionality with Hydraulic Systems