akhmad sudaryono_its_rancang bangun matobo (magnetically motor boat ) sebagai prototype perahu motor...

8/15/2019 Akhmad Sudaryono_its_rancang Bangun Matobo (Magnetically Motor Boat ) Sebagai Prototype Perahu Motor Nela…

http://slidepdf.com/reader/full/akhmad-sudaryonoitsrancang-bangun-matobo-magnetically-motor-boat-sebagai 1/23

UNDIP SCIENCE FAIR

RANCANG BANGUN MATOBO ( M AGNETI CALL Y M OTOR BOAT )

SEBAGAI PROTOTYPE PERAHU MOTOR NELAYAN RAMAH

LINGKUNGAN TANPA BAHAN BAKAR

Topik

Energi Terbarukan, Ramah Lingkungan, Teknologi

Oleh:

Akhmad Sudaryono 2211 100 007 Angkatan 2011

Mochammad Wahyudi 2211 100 001 Angkatan 2011

Moh. Malik Afandi 2212 100 092 Angkatan 2012

Onang Surya Nugroho 2212 100 009 Angkatan 2012

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013



i

UNDIP SCIENCE FAIR

RANCANG BANGUN MATOBO ( M AGNETI CALL Y M OTOR BOAT )

SEBAGAI PROTOTYPE PERAHU MOTOR NELAYAN RAMAH

LINGKUNGAN TANPA BAHAN BAKAR

Topik

Energi Terbarukan, Ramah Lingkungan, Teknologi

Oleh:

Akhmad Sudaryono 2211 100 007 Angkatan 2011

Mochammad Wahyudi 2211 100 001 Angkatan 2011

Moh. Malik Afandi 2212 100 092 Angkatan 2012

Onang Surya Nugroho 2212 100 009 Angkatan 2012

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013



iii



iv

KATA PENGANTAR

Penulis dengan segala kerendahan hati melantunkan puji syukur

Alhamdulillah kehadirat Allah SWT, yang telah mencurahkan hidayah dan

karunia-Nya, sehingga penulisan Karya Tulis Ilmiah (KTI) yang berjudul

“Rancang Bangun MatoBo ( Magnetically Motor Boat ) sebagai Prototype Perahu

Motor Nelayan Ramah Lingkungan Tanpa Bahan Bakar ” dapat diselesaikan

dengan baik dan tepat waktu.

Penulisan KTI ini bertujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan

mengikuti Lomba Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa Nasional 2013 oleh Badan

Eksekutif Mahasiswa Fakultas Sains dan Matematika Universitas Diponegoro

(UNDIP). Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan KTI ini

tidak lepas dari bantuan, dorongan, dan partisipasi berbagai pihak. Penulis

haturkan ucapan terima kasih dan penghargaan setulusnya kepada Ir. Teguh

Yuwono sebagai dosen pembimbing, yang telah meluangkan waktu dan tenaga

demi pembimbingan penulisan KTI hingga selesai.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan KTI ini masih memiliki

kekurangan. Untuk itu kritik dan saran yang bersifat konstruktif sangat penulis

harapkan. Semoga KTI ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Surabaya, 2 November 2013

Penulis



vi

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan.................................................................................... 11

5.2 Saran ............................................................................................. 11

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

i. Biodata Ketua dan Anggota



vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Grafik Perbandingan Produksi dengan Konsumsi Minyak ............ 1

Gambar 2. Perahu Motor .................................................................................. 4

Gambar 3. Motor Tempel ................................................................................. 4

Gambar 4. Propeller Perahu ............................................................................. 5

Gambar 5. Magnet Neodymium ....................................................................... 5

Gambar 6. Motor Induksi ................................................................................. 6

Gambar 7. Desain Perahu Hidromodelling ...................................................... 7

Gambar 8. Desain Sistem Kerja Motor Linear................................................. 10

Gambar 9. Desain Sistem Kerja Motor Linear................................................. 11

Gambar 10. Bagian-bagian Rancangan Perahu ................................................ 11



viii

ABSTRAK

Pemenuhan energi listrik di Indonesia menuju ambang kritis sejak tahun

2004, dimana pertumbuhan perekonomian mencapai lebih dari 5%, yang

mendorong kebutuhan akan sumber energi juga semakin meningkat. Hal tersebut

berlawanan dengan ketersediaan bahan bakar konvensional yang merupakan

bahan bakar primer di Indonesia. Hal tersebut dibuktikan oleh adanya data dari

Kementerian ESDM tentang cadangan minyak bumi yang menunjukkan

penurunan setiap tahunnya. Statistik tersebut didukung oleh adanya data dari BP

Statistical Review of World Energy 2011 yang menunjukkan bahwa sejak tahun

2005 produksi minyak bumi Indonesia semakin mengalami penurunan, sedangkan

konsumsi masyarakat justru mengalami peningkatan setiap tahunnya. Kondisi

ketergantungan ini dapat ditemui pada penggunaan minyak solar sebagai sumber

bahan bakar utama penggerak perahu-perahu motor oleh para nelayan di

Indonesia. Ironisnya pula, jumlah pengguna perahu motor mengalami peningkatan

dari tahun ke tahun. Jumlah ketersediaan minyak solar untuk perahu-perahu motor

tidak berimbang dengan kebutuhan, sehingga seringkali menimbulkan adanya

kelangkaan BBM (Bahan Bakar Minyak). Maka dari itu, kami merancang sebuah

program untuk membuat prototype sebuah perahu yang bergerak tetap

menggunakan motor. Akan tetapi, motor yang digunakan di sini tidak

menggunakan bahan bakar solar lagi. Namun, memanfaatkan energi magnet yang

mengambil sistem induksi motor linear untuk menciptakan gaya dorong ke

belakang dan menggerakkan perahu. Apabila ide ini terwujud, diharapkan tercipta

perahu motor tanpa bahan bakar (free energy) yang bisa digunakan sampai kapan pun selama daya magnetiknya ada dan magnet yang digunakan adalah magnet

neodymium yang merupakan magnet paling kuat.

Kata Kunci : Krisis Energi, Solar, Motor Induksi Linear, Perahu, Tanpa Bahan

Bakar



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini Indonesia menghadapi krisis nasional di bidang energi,

khususnya minyak bumi. Hal ini disebabkan oleh ketergantungan

masyarakat akan penggunaan minyak bumi yang tergolong masih sangat

tinggi. Sebagaimana dibuktikan oleh adanya data BP Statistical Review of

World Energy 2011 yang menunjukkan bahwa sejak tahun 2005 produksi

minyak bumi Indonesia semakin mengalami penurunan, sedangkan

konsumsi masyarakat justru mengalami peningkatan setiap tahunnya.

Gambar 1. Grafik Perbandingan Produksi dengan Konsumsi Minyak

Kondisi ketergantungan ini dapat ditemui pada penggunaan minyak

solar sebagai sumber bahan bakar utama penggerak perahu-perahu motor

oleh para nelayan di Indonesia. Ironisnya pula, jumlah pengguna perahumotor mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Dari hasil survey yang

dilakukan oleh Direktorat Kapal Perikanan dan Alat Penangkap Ikan pada

tahun 2010, menyebutkan bahwa dalam periode 2000-2010 peningkatan

jumlah kapal penangkap ikan terbesar terjadi pada perahu motor yaitu

7,23% untuk perahu motor tempel dan 5,59% untuk kapal motor. Kondisi

tersebut nyatanya menghadapkan para nelayan pada permasalahan yang

serius dan memberikan dampak yang meluas.



2

Jumlah ketersediaan minyak solar untuk perahu-perahu motor tidak

berimbang dengan kebutuhan, sehingga seringkali menimbulkan adanya

kelangkaan BBM (Bahan Bakar Minyak).Bahkan meskipun pasokan

minyak solar ada, tetapi harganya yang melambung tinggi sulit dijangkau

oleh para nelayan.Hal ini mengakibatkan banyak dari mereka yang terpaksa

tidak dapat melaut untuk mencari ikan.Padahal, melaut adalah mata

pencaharian utama bagi masyarakat di daerah pesisir. Kondisi tersebut turut

memberikan pengaruh pada tingginya angka kemiskinan para nelayan yang

mencapai 7,87 juta orang atau 25,14% dari total penduduk miskin nasional.

Adapun upaya yang telah dilakukan adalah dengan menciptakan

perahu listrik yang bersumber dari energi cahaya matahari ataupun

angin.Akan tetapi, penggunaan sumber energi terbarukan tersebut memiliki

sejumlah kelemahan di samping kelebihannya yang ramah

lingkungan.Diantaranya adalah ketersediaannya yang sangat dipengaruhi

oleh keadaan cuaca.Selain itu, selama pengisian aki (charging) untuk perahu

listrik memerlukan waktu yang lama, dan besar energi listriknya pun

terbatas sesuai kapasitas aki tersebut.Hal inilah yang juga dikhawatirkan

oleh para nelayan seandainya perahu tiba-tiba kehabisan energi listrik saat

melaut.

Berdasarkan uraian di atas maka diperlukan sebuah inovasi perahu

motor yang ramah lingkungan tanpa bergantung pada minyak solar, dan

sekaligus bisa menutupi kekurangan pada perahu listrik saat ini. Untuk

mengatasi permasalahan tersebut, dibuatlah Magneto Boat (Magnetically

Motor Boat) sebagai prototype perahu motor bertenaga magnet

Neodymium.Apabila ide ini terwujud, diharapkan tercipta perahu motor

tanpa bahan bakar (free energy) yang bisa digunakan sampai kapanpun

selama daya magnetiknya ada.

1.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan di bahas dalam program ini adalah masih

tingginya ketergantungan para nelayan terhadap penggunaan minyak solar



4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perahu

Perahu adalah kendaraan air (biasanya tidak bergeladak) yg lancip pd

kedua ujungnya dan lebar di tengahnya. lantai kapal, nama – nama geladak

ini tergantung dari banyaknya geladak yang ada dikapal tersebut. Pada

umumnya geladak yang berada dibawah sendiri dinamakan geladak dasar

serta geladak yang di atas dinamakan geladak atas atau geladak utama (main

deck). Bila antara geladak dasar dan geladak atas terdapat geladak lagi, maka

geladak tersebut dinamakan geladak antara.

Gambar 2 . Perahu Motor

(Sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/Perahu_motor)

2.2 Motor Tempel

Mesin tempel adalah mesin penggerak pada perahu, ataupun kapal

kecil yang terdiri dari mesin penggerak, transmisi, propeler ataupun jet

air.Mesin ditempelkan pada buritan perahu.Selain sebagai penggerak mesin

tempel juga digunakan untuk mengemudikan perahu/kapal dengan memutar

mesin beserta propeler pada suatu sumbu.

Gambar 3 . Motor Tempel

(Sumber: id.wikipedia.org/wiki/Mesin_tempel)



5

2.3 Propeller

Propeller adalah suatu alat gerak yang berbentuk baling-baling, dan

digunakan untuk menggerakkankapal. Baling-baling ini memindahkan

tenaga dengancara merubah gaya putar dari baling-baling menjadidaya

dorong untuk menggerakkan badan kapal denganperantara massa air,

dengan memutar bilah-bilah yangbersumbu pada poros.

Gambar 4 . Propeller Perahu

(Sumber:http://en.wikipedia.org/wiki/Propeller(marine) )

2.4 Magnet Neodymium

Magnet Neodymium adalah jenis magnet langka-bumi, magnet

permanen terbuat dari paduan neodymium, besi, dan boron.Bahan ini

merupakan jenis yang magnet permanen yang paling kuat.Magnet Neodymium memiliki beberapa kelebihan dibandingkan

magnet jenis lain: 1). Kekuatan medan magnet. 2). Resistensi terhadap

kehilangan daya magnetik. 3). Kepadatan energi magnetic. 4). Ketahanan

terhadap suhu tinggi

Gambar 5. Magnet Neodymium

(Sumber :http://en.wikipedia.org/wiki/Neodymium)



7

BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Studi Literatur

Studi literatur berisi serangkaian kegiatan pencarian dan pengkajian sumber

– sumber yang relevan dan terpercaya dalam pengumpulan materi. Literatur

diperoleh dari penelitian terdahulu tentang subyek yang relevan serta buku –

buku maupun jurnal ilmiah tentang teknologi yang diperlukan untuk

membangun sistem perahu bertenaga magnet Neodymium.

3.2 Penentuan Kriteria Desain

Pemodelan sistem ini dibagi ke dalam dua struktur besar, yaitu modifikasi

instrumen perahu hidromodelling dan instalasi desain penggerak perahu

yang merupakan integrasi dari motor induksi linier dengan magnet

Neodymium.

3.3 Desain Perangkat

Sesuai dengan penentuan kriteria desain yang akan di buat, maka di rancang

sistem dari perahu yang akan di buat seperti gambar berikut :

Gambar 7 . Desain Perahu Hidromodelling

3.4 Pengujian Lapangan dan Analisis Keberhasilan

Setelah Magneto Boat telah berhasil dibuat maka akan di lakukan uji

lapangan di kampus ITS melalui Laboratorium Hidrodinamika. Dalam

pengujian ini akan di lakukan analisis keberhasilan rancang bangun

prototype ini. Kriterianya adalah kemampuan perahu untuk bergerak secara

stabil di atas permukaan air dan dapat dikontrol besar kecepatannya.

3.5 Evaluasi dan Penulisan Laporan Program

Setelah seluruh rangkaian kegiatan terlaksana, akan dilakukan evaluasi

terhadap program yang terlaksana. Untuk selanjutnya akan dirangkum ke

dalam laporan kegiatan



8

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Analisis Kondisi Lingkungan

Permasalahan yang akan di bahas dalam program ini adalah masih

tingginya ketergantungan para nelayan terhadap penggunaan minyak solar

untuk bahan bakar perahu motor. Dari hasil survey yang dilakukan oleh

Direktorat Kapal Perikanan dan Alat Penangkap Ikan pada tahun 2010,

menyebutkan bahwa dalam periode 2000-2010 peningkatan jumlah kapal

penangkap ikan terbesar terjadi pada perahu motor yaitu 7,23% untuk

perahu motor tempel dan 5,59% untuk kapal motor. Kondisi tersebut

nyatanya menghadapkan para nelayan pada permasalahan yang serius dan

memberikan dampak yang meluas.Jumlah ketersediaan minyak solar untuk

perahu-perahu motor tidak berimbang dengan kebutuhan, sehingga

seringkali menimbulkan adanya kelangkaan BBM (Bahan Bakar

Minyak).Bahkan meskipun pasokan minyak solar ada, tetapi harganya yang

melambung tinggi sulit dijangkau oleh para nelayan.Hal ini mengakibatkan

banyak dari mereka yang terpaksa tidak dapat melaut untuk mencari

ikan.Padahal, melaut adalah mata pencaharian utama bagi masyarakat di

daerah pesisir. Kondisi tersebut turut memberikan pengaruh pada tingginya

angka kemiskinan para nelayan yang mencapai 7,87 juta orang atau 25,14%

dari total penduduk miskin nasional.

Adapun upaya yang telah dilakukan adalah dengan menciptakan

perahu listrik yang bersumber dari energi cahaya matahari ataupunangin.Akan tetapi, penggunaan sumber energi terbarukan tersebut memiliki

sejumlah kelemahan di samping kelebihannya yang ramah

lingkungan.Diantaranya adalah ketersediaannya yang sangat dipengaruhi

oleh keadaan cuaca.Selain itu, selama pengisian aki (charging) untuk perahu

listrik memerlukan waktu yang lama, dan besar energi listriknya pun

terbatas sesuai kapasitas aki tersebut.Hal inilah yang juga dikhawatirkan



9

oleh para nelayan seandainya perahu tiba-tiba kehabisan energi listrik saat

melaut.

4.2 Prinsip Kerja Matobo

4.2.1 Motor Induksi Linear

Motor induksi linear adalah motor linear yang bekerja dengan prinsip

yang sama dengan motor induksi yang lain, namun didesain untuk

menghasilkan gerakan pada satu garis lurus. Penggunaannya

mencakup magnetic levitation, propulsi linear, dan aktuator linear. Motor

induksi linear juga telah digunakan untuk memompa logam cair. Motor

induksi linier mempunyai prinsip kerja yang sama dengan motor induksi

bertipe squirel cage. Motor induksi ini dapat menjadi motor induksi linier

hanya dengan meluruskan koilnya menjadi bidang datar (flat).

Prinsipkerjanya adalah dengan menganut rumus :

F = B. I .l

Dimana, F = gayagerak

B = KerapatanFluks Magnet Neodimium

I = Arus yang mengalirpadalempeng

L= panjanglempeng

Gambar 8. Desain Sistem Kerja Motor Linear

(Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/linear-motor)

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_linear&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_induksi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetic_levitation&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Propulsi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Aktuator

http://en.wikipedia.org/wiki/linear-motor

http://en.wikipedia.org/wiki/linear-motor

http://id.wikipedia.org/wiki/Aktuator

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Propulsi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetic_levitation&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_induksi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_linear&action=edit&redlink=1



10

Komponen Magneto

Hydro Propulsion

Sumber Tegangan DC

Lubang Air Masuk Lubang Air Keluar

Dengan adanya B dan I serta F yang saling tegak lurus, maka perahu akan

bergerak akibat adanya gaya dengan aturan tangan kanan. Dan di bawah ini adalah

hasil desain perahu dengan mesin motor linear ;

Gambar 9.Hasil Desain Perahu

(Sumber :Hasil Potret Gambar Pribadi)

Adapun bagian-bagian dari hasil rancangan perahu seperti gambar di

bawah ini :

Gambar 10. Bagian-bagian Rancangan Perahu

LubangMas

LubangKelu

SumberTeg

Komponen

Motor Linear Ma neto H dro



11

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian di atas dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Magneto Boat merupakan prototype perahu nelayan bertenaga magnet

yang ramah lingkungan dan tidak bergantung pada bahan bakar.

2. Magneto Boat dapat menggantikan teknologi perahu motor berbahan

bakar minyak solar (diesel) yang selama ini digunakan oleh

masyarakat.

5.2 Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut dapat diajukan saran sebagai berikut

1. Teknologi pada Magneto Boat memerlukan adanya medan magnet

yang memiliki hubungan sebanding dengan kecepatan perahu.

Penggunaan electromagnet untuk menggantikan magnet permanen

akan menghasilkan medan magnet yang besar dan diperoleh kecepatan

yang lebih cepat pula.

2. Diharapkan teknologi ini dapat diterapkembangkan secara langsung

kepada masyarakat.



ix

DAFTAR PUSTAKA

Culp, Archie W. 1991. Prinsip Prinsip Konversi Energi. penerbit Erlangga :

Jakarta

Muller Wolfgang. 1988. Electrical Power Engineering Proficiency Course.

Eschborn, Federal Republic o f Germany. di dalam bab: ”Rotary Electrical

Machines”. H lm 109 – 192.

Murjono, Drs. 1997. Elektromagnetika.Jakarta : Erlangga. Hlm 127 – 137.

Zuhal. 1991. Dasar Tenaga Listrik, Bandung : Penerbit ITB



x

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

1. Ketua Kelompok

Nama Lengkap : Akhmad Sudaryono

NRP : 2211100007

Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat, Tanggal Lahir : Sumenep, 4 Mei 1993

No. Telp : 085645177539

E-mail : [email protected]

Universitas : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Fakultas/Jurusan : Teknologi Industri / Teknik Elektro

Pekerjaan : Mahasiswa

2. Anggota 1

Nama Lengkap : Mochammad Wahyudi


Tempat, Tanggal Lahir : Lumajang, 27 Oktober 1992

No. Telp : 081333771010





Karya dan Penghargaan :

1. Disaster Game Box : Media Edukasi Pengenalan Mitigasi Bencana

kepada Anak Usia Sekolah Dasar di Surabaya Melalui Metode

Permainan yang Menyenangkan (Penghargaan Emas Kategori Poster

dan Perak Kategori Presentasi – PIMNAS 25 Yogyakarta)

2. Aplikasi TNT-Accu sebagai Inisiator Aki Alami untuk Sumber Energi

Listrik Alternatif Ramah Lingkungan dengan Menggunakan Strategi

Back To Nature di NTT (Nusa Tenggara Timur)

3. Inovasi Permainan Tradisional Berteknologi Modern untuk Menggali

Jati Diri dan Daya Saing Budaya Bangsa di Era Globalisasi



i

4. Lumajang In Cube : Media Edukasi Seni Budaya dan Sejarah Lokal

Berbasis Edugame Robot Programming di SMAN 1 Lumajang Melalui

Metode Stages Comprehension

3. Anggota 2

Nama Lengkap : Moh. Malik Afandi

NRP : 2212100092


Tempat, Tanggal Lahir : Tuban, 28 September 1994

No. Telp : 085736606054






1. M-TOOD : (Multifunction of Dam’s Flood) Inovasi Desain Prototype

Teknologi SRF04 Untuk Penanganan Resiko Banjir di Jakarta

4. Anggota 3

Nama Lengkap : Onang Surya Nugroho

NRP : 2212100009


Tempat, Tanggal Lahir : Purworejo, 28 Mei 1994

No. Telp : 085707388103






1. Bangga Menjadi Bagian dari Negara Emerging Markets (2nd Winner

National Essay Writing Competition Brawijaya University)

akhmad sudaryono_its_rancang bangun matobo (magnetically motor boat ) sebagai prototype perahu motor...

Documents