ringkasan ringkasan di zaman sekarang ini masyarakat indonesia semakin melek akan teknologi,...
TRANSCRIPT
1
RINGKASAN
Di zaman sekarang ini masyarakat Indonesia semakin melek akan
teknologi, pertumbuhan pengguna personal computer (PC) dan computer jinjing
(laptop) semakin meningkat. Apalagi dalam beberapa tahun terakhir ini, jumlah
pengguna laptop mulai menyaingi pengguna PC akibat harga laptop yang semakin
terjangkau berbagai lapisan masyarakat.
Akibatnya permintaan akan perlengkapan tambahan untuk laptop pun
semakin meningkat. Salah satu perlengkapan yang paling dibutuhkan adalah case
untuk melindungi laptop ketika dibawa berpergian.
Atas dasar kebutuhan tersebut, maka kami mencoba merancang case untuk
laptop. Tipe case yang dipilih adalah briefcase yang menyerupai koper. Bentuk ini
dipilih berdasarkan pertimbangan bahwa masih sebagian besar pengguna laptop
yang memiliki mobilitas tinggi adalah para pekerja profesional. Tampilan yang
eksklusif dan elegan tentu lebih menarik perhatian para pekerja tersebut karena
akan memperkuat citra profesional mereka.
Pada desain ini dilakukan suatu inovasi yaitu penggunaan PCM (Phase
Changing Materials) pada briefcase yang dapat menyerap panas lebih banyak
karena mempunyai kapasitas panas yang tinggi.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di zaman sekarang ini masyarakat Indonesia semakin melek akan
teknologi, pertumbuhan pengguna personal computer (PC) dan computer jinjing
(laptop) semakin meningkat. Apalagi dalam beberapa tahun terakhir ini, jumlah
pengguna laptop mulai menyaingi pengguna PC akibat harga laptop yang semakin
terjangkau berbagai lapisan masyarakat.
Akibatnya permintaan akan perlengkapan tambahan untuk laptop pun
semakin meningkat. Salah satu perlengkapan yang paling dibutuhkan adalah case
untuk melindungi laptop ketika dibawa berpergian.
Atas dasar kebutuhan tersebut, maka kami mencoba merancang case untuk
laptop. Tipe case yang dipilih adalah briefcase yang menyerupai koper. Bentuk ini
dipilih berdasarkan pertimbangan bahwa masih sebagian besar pengguna laptop
yang memiliki mobilitas tinggi adalah para pekerja profesional. Tampilan yang
eksklusif dan elegan tentu lebih menarik perhatian para pekerja tersebut karena
akan memperkuat citra profesional mereka.
Selain perlindungan terhadap gangguan luar yang lebih baik serta tampilan
yang profesional, masih ada masalah lain yang sering muncul ketika
menggunakan laptop pada casenya, yaitu temperatur laptop yang cenderung lebih
panas, karena aliran perpindahan panas yang tertahan oleh case itu sendiri.
2
Berdasarkan ketiga hal tersebut, kami mencoba merancang briefcase yang
memiliki perlindungan yang baik, desain yang profesional, dan perpindahan panas
yang lebih baik dengan adanya tambahan pendinginan.
Tujuan
Tujuan dari proses perancangan yang dilakukan adalah untuk merancang
desain briefcase yang dapat melindungi laptop dari gangguan luar ketika dibawa
berpergian serta menambah kenyamanan ketika penggunaan laptop dengan
memberikan pendinginan yang lebih efisien dan maksimal.
Perumusan Masalah
Perancangan briefcase secara menyeluruh, dari pemilihan material case, medium
penyerap panas, material peredam benturan, desain bentuk fisik, dan proses
perpindahan panas yang terjadi.
DESAIN BRIEFCASE LAPTOP
Berikut adalah desain dari briefcase laptop yang kami rancang, terdiri dari
beberapa bagian diantaranya :
1. Bagian Base A
Pada bagian ini terbuat dari material aluminum hingga ke pelat yang
berjajar pada bagian alasnya terbuat dari material aluminum juga agar
koefisien perpindahan panasnya lebih baik lagi. Lalu di bagian
belakngnya disediakan tempat untuk meletakkan 3 buah fan untuk
membuat aliran udara dapat mengalir antara sela sela pelat yang telah
dibuat. Berikut gambar isometri dari base 1 seperti ditunjukan pada
Gambar 1
3
Gambar 1. Isometri Base A
2. Bagian Base B
Bagian ini berfungsi untuk menutup briefcase ini. material yang
digunakan tidak berbeda dengan base 1 yaitu menggunakan material
aluminum agar tetap ringan serta kuat dan ridig. Seperti ditunjukan
pada Gambar 2 berikut ini :
Gambar 2. Isometri Base B
3. Axle
Komponen ini berfungsi bagaikan sebuah engsel sehingga membuat
base A dapat berotasi terhadap base B untuk membuat briefcase ini
dapat dibuka dan ditutup. Material yang digunakan adalah steel.
Berikut adalah gambar dari axle seperti ditunjukan pada Gambar 3
Gambar 3. Isometri Axle
4. Penyangga
Komponen ini berguna untuk menyangga briefcase ketika sedang
digunakan atau dalam kondisi terbuka sebesar 120o. Material yang
digunakan adalah steel. Berikut adalah gambar dari penyangga seperti
ditunjukan pada Gambar 4
4
Gambar 4. Isometri Penyangga
5. Assembly dari Briefcase Laptop
Berikut adalah gambar kesuluruhan dari briefcase yang kami rancang
seperti ditunjukan pada Gambar 5
Gambar 5. Isometri Briefcase Laptop
ANALISIS
Alat yang Telah Ada
Pada umumnya pelindung laptop, khususnya untuk jenis Briefcase hanya
berfungsi untuk melindungi laptop saja ketika dibawa-bawa ataupun ketika
digunakan. Terlihat pada Gambar 6 briefcase laptop ini sangatlah sederhana hanya
menyediakan tempat untuk laptop tanpa dilengkapi fitur tambahan dan alat ini
hanya diberikan ruang kosong dibagian bawahnya agar udara masih bisa mengalir
di bagian bawah laptop.
5
Gambar 6. Briefcase Laptop yang sudah ada di pasaran
Dari spesifikasinya, tipe ini memliki bentuk yang cukup compact untuk
sebuah ukuran laptop sekitar 14”. Briefcase ini dilengkapi oleh rongga dibagian
bawahnya dengan tebal rongga yaitu 5 mm sehingga membuat laptop ketika
digunakan tetap dalam kondisi yang baik dan dingin meski hanya memanfaatkan
perpindahan panas secara konveksi bebas saja, karena udara yang mengalir
dibagian bawahnya tidak dibantu lagi oleh suatu alat agar udara yang melalu
bagian bawah laptop dapat mengalir dengan baik. Harga alat ini berkisar $200
hingga $230 tentu ini bukan harga yang murah. Alat ini dapat digunakan dengan
posisi 90o ataupun 180
o seperti ditunjukan pada Gambar 7.
Gambar 7. Briefcase Laptop dalam posisi 90o dan 180
o
6
Selain itu alat ini juga tersedia 2 dalam 2 jenis material sesuai keinginan
pembeli yaitu ada yang terbuat dari bahan aluminum dan ada juga yang terbuat
dari bahan graphite seperti ditunjukan pada Gambar 8 berikut ini :
Gambar 8. Jenis material Briefcase Laptop
Pengembangan yang Dilakukan
Pengembangan dilakukan pada briefcase laptop ini. Perbedaan kapasitas
ukuran laptop yang bisa masuk ke dalam briefcase lama atau baru tidak
menjadikan hal utama sehingga dari segi ukuran briefcase baru tetap akan
didesain agar muat untuk laptop berukuran sekitar 14”. Sedangkan yang menjadi
pengembangan utamanya yaitu terletak dari metode perpindahan panas yang
dilakukan yaitu dengan mengganti metode perpindahan panas secara konveksi
bebas menjadi perpindahana panas secara konveksi paksa sehingga diharapkan
kapasitas panas yang akan dilepaskan menjadi lebih besar lagi dibandingkan
dengan sebelumnya. Selain itu juga briefcase laptop baru ini akan dilengkapi oleh
material tambahan untuk meningkatkan performa perpindahan panasnya yaitu
material PCM (phase change material) diharapkan dengan adanya tambahan
material ini dapat membuat laptop tetap dalam kondisi yang cukup dingin ketika
digunakan atau dioperasikan oleh penggunanya.
Pengembangan lain dilakukan dari segi keamanan penggunaan, briefcase
ini akan dilengkapi oleh busa pelindung di seluruh bagian briefcase yang akan
melindungi laptop dari segala bentuk benturan atau beban impak yang mungkin
saja dapat terjadi kapanpun dan dimanapun ketika digunakan atau ketika dibawa-
bawa bepergian. Tentu fitur ini menjadi hal yang wajib dimiliki oleh setiap
briefcase laptop baik untuk melindunginya dari benturan, goresan atau dari benda
7
asing lainnya. Diharapkan desain yang akan kami berikan dapat memenuhi semua
kebutuhan itu semua khususnya dari segi keamanan laptop itu sendiri.
Semua rancangan baru serta pengembangan yang dilakukan terangkum
dalam DR&O dari alat briefcase baru ini yaitu sebagai berikut :
Design Requirements and Objectives (DR&O)
Must:
Dapat menyerap panas laptop selama empat jam tanpa menggunakan
listrik
Dapat melindungi laptop dari benturan atau beban impak
Wish:
Harga murah
Sistem Mekanika
Untuk mekanisme buka tutup dari briefcase laptop iniakan dilengkapi oleh
2 buah engsel yang diletakkan pada bagian belakang dari briefcase sehingga
mempermudah ketika akan dibuka atau ditutup. Seperti ditunjukan pada Gambar
9.
Gambar 9. Mekanisme Engsel Briefcase Laptop
Untuk memposisikan briefcase terbuka sebesar 120o maka diperlukan
sebuah mekanisme sistem penyangga yang akan menahan tutup bagian atas dari
briefcase sehingga berada pada posisi yang diinginkan, mekanismenya dilakukan
seperti pada jendela, yaitu dengan menambahkan 2 buah batang yang
dihubungkan oleh sebuah pin, sehingga masing masing batang dapat berotasi
terhadap batang lainnya dan ketika briefcase telah terbuka sebesar 120o maka
posisi dari kedua batang itu akan tepat lurus serta pada posisi itu kedua batang itu
akan menyangga agar briefcase tetap dalam posisi itu ketika sedang digunakan.
Berikut adalah contoh gambaranya seperti ditunjukan pada gambar 10.
8
Gambar 10. Mekanisme Batang Penyangga Briefcase Laptop
Untuk mempermudah pengguna ketika akan membawa-bawa briefcase ini
kemana-mana sehingga perlu dilengkapi sebuah pegangan agar mudah untuk
dijinjing seperti ditunjukan oleh Gambar 11 berikut ini :
Gambar 11. Mekanisme Pegangan Briefcase Laptop
Gambar 12 menunjukkan prinsip kerja material yang digunakan. Di
temperatur ruang, material/PCM berbentuk solid. Kemudian saat diberi panas,
temperatur akan meningkat sampai titik leleh PCM tercapai. Di temperatur ini,
panas yang diberikan tidak akan menaikkan temperatur karena digunakan untuk
mengubah fasa PCM menjadi cair.
9
Gambar 12. Prinsip Kerja Material PCM
Pengepakan PCM yang paling cocok dan akan dipakai adalah PCM
Pouches. Kantong-kantongnya terbuat dari material metalik yang fleksibel
sehingga menjamin perpindahan panas yang baik dan kebocoran PCM tidak akan
terjadi. Dimensi kantong-kantongnya disesuaikan dengan jalur-laur yang ada pada
briefcase yaitu 234x345 mm .
Berdasarkan karakteristik PCM yang dipilih yaitu ρ= 1601 kg/m3 dan
kapasitas panas = 104 kJ/kg, PCM yang dibutuhkan adalah:
- panas yang dikeluarkan laptop per satuan waktu: 0,71 J/s
- lamanya PCM digunakan: 4 jam = 14400 s
- karena tempat keluarnya panas laptop tidak merata dan berbeda tiap merk,
ada faktor kemanan yang digunakan sebesar 2
- massa PCM yang dibutuhkan: 0,71 × 14400 × 2 ÷ 104000 = 𝟎,𝟏𝟗𝟕 𝒌𝒈
- volume PCM yang dibutuhkan: 0,197 ÷ 1601 = 1,23𝑥10−4 𝑚3 =123 𝑐𝑚3
Spesifikasi Briefcase Laptop
Dimensi briefcase laptop : 350 x 300 x 80 mm
Untuk Laptop Ukuran : 13” hingga 14 “
Berat Keseluruhan :1,5 kg (tanpa laptop dan tanpa material
PCM)
Material Case :Aluminum
Jenis Fan :tipe blower; 5V DC; 0,3 Watt; 3500rpm ;
2,2CFM
Material Pendingin :PCM Pouches(Phase Change Material);
0,197kg ; 123 cm3
Lama Penggunaan :Tahan 4 jam penggunaan tanpa
menggunakan listrik
10
Kapasitas Pendinginan : 12,07 𝑊𝑎𝑡𝑡
PROSES MANUFAKTUR
Berikut ini penjelasan proses pembuatan bagian-bagian briefcase yang
dirancang:
Body
Body dan saluran udara briefcase terbuat dari lembaran aluminium. Body
dibagi menjadi dua part yaitu:
body tutup,
Gambar 13. Body tutup
body alas, dan
Gambar 14. Body alas
Proses untuk membuat body ini adalah:
Blanking
Blanking adalah proses pengerjaan pada sheet metal untuk mendapatkan
bentuk dengan cara shearing. Proses ini hampir sama dengan piercing, yang
membedakannya adalah hasil proses yang akan digunakan sebagai benda
kerjanya. Ilustrasi ditunjukkan oleh Gambar 15.
11
Gambar 15. Proses blanking
Proses blanking pada sheet metal dilakukan oleh punch dan die (Gambar
16) pada mesin blanking.
Gambar 16. Mesin punch
Ada dua buah pola yang di-blanking pada aluminium sheet yaitu pola
body tutup dan pola body alas.
Deep Drawing
Proses ini digunakan untuk membentuk benda kerja yang telah mengalami
blanking menjadi benda yang benduknya mengikuti punch dan mempunyai
volume. Proses deep drawing ditunjukkan oleh Gambar 17 sebelah kiri sedangkan
gambar sebelah kanan adalah hasilya. Bentuk yang dihasilkan akan sama dengan
punch yang membentuknya.
Gambar 17. proses deep drawing
Pemotongan material sisa deep drawing
12
Sisa-sisa sheet metal hasil deep drawing seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 17 sebelah kanan dibuang. Hasilnya adalah body tutup dan body alas
yang telah selesai dibuat.
Saluran Udara
Gambar 18. Saluran udara
Saluran-saluran udara dibuat dengan pelat-pelat aluminium yang ditekuk/
dibending kemudian disambung dengan dilas ataupun menggunakan rivet.
Jenis sambungan dengan menggunakan paku keling, merupakan
sambungan tetap karena sambungan ini bila dibuka harus merusak paku kelingnya
dan tidak bisa dipasang lagi, kecuali mengganti paku kelingnya dengan yang baru.
1. PCM
PCM yang dipakai pada briefcase dipesan dan dikemas oleh pihak lain
sehingga proses yang dilakukan hanya meng-assembly-nya dengan part
lain menjadi produk yang siap dipasarkan.
2. Asesoris lainnya
Asesoris tambahan seperti pegangan dan engsel dipesan dari pihak lain
sehingga proses yang dilakukan adalah meng-assembly-nya dengan part
lain menjadi produk yang siap dipasarkan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Briefcase laptop ini dapat melindungi laptop dengan ukuran kurang lebih
14” baik dari benturan, goresan ataupun getaran. Briefcase ini dilengkapi oleh
material PCM yang membuat performanya ketika digunakan tetap baik dan dingin
ditambah lagi dengan adanya 3 buah fan yang membuat udara dapat mengalir
dibagian bawah dari briefcase ini membuat temperatur dari material PCM menjadi
terjaga pada kondisi tertentu dan tentu akan lebih meningkatkan performanya.
Pemilihan material case yang terbuat dari bahan aluminum menjadi alasan
tersendiri untuk menghasilkan benda dengan bobot yang cukup ringan tetapi tetap
kuat, memiliki koefisien perpindahan panas yang baik dan murah. Sehingga
13
briefcase laptop ini menjadi alat yang cocok sekali digunakan oleh para pemilik
laptop yang memiliki mobilitas yang cukup tinggi dengan harga yang relatif
masih terjangkau oleh kemampuan perekonomian warga indonesia yaitu sekitar
Rp. 800.000,00.
Saran
Untuk menghasilkan suatu produk yang benar-benar baik tidak cukup
dilakukan dengan 1 kali proses perancangan tetapi perlu dilakukan berkali-kali
sehingga kita bisa mendapatkan umpan balik dari produk pertama yang dihasilkan
dan mencoba untuk melakukan optimasi dari produk yang sudah ada. Dengan
begitu diharapkan suatu produk baru yang benar-benar handal dapat dihasilkan
dan dapat digunakan untuk waktu pemakaian yang cukup lama. Dan tentu proses
perancangan yang kami lakukan ini belum lah cukup untuk menghasilkan produk
yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat. Sehingga demi kemajuan serta
perkembangan kedepannya kami sangat mengharapkan saran dan masukan dari
semua pembaca laporan ini agar dapat kami jadikan bahan sebagai perbaikan
kedepannya.
14
DAFTAR PUSTAKA
Kalpakjian, Serope. Manufacturing Process for Engineering Materials
(4th edition). Prentice Hall. 2006
Moran, Michael J. dan Howard N. Shapiro. 2007. Fundamentals of
Engineering Thermodynamics 6th Edition. Inggris : John Wiley & Sons.
Hewitt, G.F., et al. 1993. Process Heat Transfer. New York : Begell
House Inc.
Incropera, Frank P., David P. DeWitt. 2002. Introduction to Heat Transfer
4th Edition. New York : John Wiley & Sons.
http://parts.digikey.com/
http://www.geeksugar.com/Strong-Sturdy-MacTruck-315068
http://en.wikipedia.org/wiki/Phase_change_material
http://freespace.virgin.net/m.eckert/index.htm
http://www.pcmproducts.net/
15
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PESERTA
Nama : Muhammad Yusuf Ginanjar Ade Warja
Tempat/Tanggal Lahir : Bandung / 13 Oktober 1988
No. Telepon : 081321324847
E-mail : [email protected]
Nama : Zainal Arif Rachman Hakim
Tempat/Tanggal Lahir : Tasikmalaya / 22 Juli 1990
No. Telepon : 085222350016
E-mail : [email protected]
Nama : Azfar Abimoto
Tempat/Tanggal Lahir : Jakarta, 12 Juli 1989
No. Telepon : 08159406494
E-mail : [email protected]
16
LAMPIRAN
17
18