DEWAN REDAKSI. Tata Letak : Asmaidi, S.Pd, M.Si. Tata Pelaksana Usaha : Irwansyah, ST, MT Hardisal, ST, M.Kom

DEWAN REDAKSI Penanggung Jawab Dewan Penyunting

: :

Dr. Muhammad Ilham Maulana, ST, MT Prof. Dr. Ir. Ahmad Syuhada, M.Sc Dr. Ir. Yuhanis Yunus, M.Eng Dr. Muhammad Ilham Maulana, ST, MT

Penyunting Pelaksana

:

Nuzuli Fitriadi, ST, MT Yusrizal, ST, MT Khairuman, S.Kom, M. Kom Resky Rusnanda, ST, MT Devi Satria Saputra, SE.Ak, M.Si

Tata Letak

:

Asmaidi, S.Pd, M.Si

Tata Pelaksana Usaha

:

Irwansyah, ST, MT Hardisal, ST, M.Kom

Alamat Redaksi

:

Jl. Merdeka Komplek Reklamasi Pantai Tapaktuan, Kabupaten Aceh Selatan, Provinsi Aceh. 23716 Telp. 0656-2310057 Email. [email protected] Website. www.poltas.ac.id

i

KATA PENGANTAR Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah Nya sehingga Jurnal Inovasi Teknologi dan Rekayasa (Inotera) Volume 1 Nomor 1 Desember Tahun 2016 dapat diterbitkan. Jurnal ini sebagai wadah untuk menyebarluaskan hasil riset bidang inovasi teknologi rekayasa kepada para akademisi, pemerintah, praktisi, mahasiswa, dan lain-lain. Dengan hadirnya jurnal Inotera ini, diharapkan akan semakin meningkatkan motivasi dosen untuk menulis

dan

mempublikasikan

hasil

penelitian

sehingga

dapat

memberikan

kontribusi

berarti

bagi pembangunan Indonesia. Pada Volume 1 Nomor 1 Desember Tahun 2016 ini, Jurnal Inotera Politeknik Aceh Selatan menghadirkan sejumlah tulisan yang berisi isu‐isu yang menarik dan strategis. Jurnal edisi kali ini memuat 10 (sepuluh) artikel. Beberapa artikel dalam nomor kali ini diharapkan mampu memberikan sumbangsih bagi perkembangan studi vokasi teknik. Terbitnya nomor ini juga atas kerja keras dan perhatian dari banyak pihak. Oleh karena itu redaksi mengucapkan terimakasih kepada mitra yang telah menunggu lama untuk artikelnya diterbitkan. Redaksi juga mengharapkan masukan dan kiriman naskah‐naskah akademik serta tulisan ilmiah yang akan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan. Kami selaku pengelola akan selalu melakukan pembenahan dan perbaikan agar Jurnal Inotera ini dapat diakui secara internasional. Semoga tulisan-tulisan dalam jurnal ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan memberikan banyak pencerahan untuk hal yang lebih baik.

Tapaktuan, Desember 2016

Tim Redaksi

ii

ISSN 2548-7574

DAFTAR ISI Halaman DEWAN REDAKSI

i

KATA PENGANTAR

ii

DAFTAR ISI

iii

Penyelidikan Karakteristik Mekanik Tarik Paduan Aluminium Magnesium (Al-Mg) Dengan Metode Pengecoran Konvensional Fadly A. Kurniawan Nst dan Ikhwansyah Isranuri

1

Rancang Bangun Dapur Lebur Aluminium Kapasitas 20 Kg Skala Laboratorium Din Aswan Amran Ritonga

5

Kajian Potensi Dan Rekomendasi Desa Lhok Rukam Berbasis Desa Wisata Sebagai Salah Satu Alternatif Pembangunan Kota Tapaktuan Resky Rusnanda, Elbi Sepriadi dan Muhammad Reza

10

Pengujian Kinerja Pencarian Data Yulia Agustina Dalimunthe

17

Pengaruh Biaya Produksi Terhadap harga Jual Produk Marmer Pada Politeknik Aceh Selatan Devi Satria Saputra

26

Penyelidikan Karakteristik Lapisan Diamond Film Pahat Karbida Terhadap Pembebanan Mekanik Pada Pembubutan Kering Fransnazoan Sitorus, Armansyah Ginting, dan Basuki Wirjosentono

32

Pengembangan Pendekatan Matriks Hubungan untuk Pengukuran Similaritas Fera Anugrani, Herman Mawengkang, Marwan Ramli

46

Klasifikasi Sinyal EMG pada Otot Tungkai Selama Berjalan Menggunakan Random Forest Darma Setiawan Putra, Adhi Dharma Wibawa, dan Mauridhi Hery Purnomo

51

Pengujian Pirolisis Kayu Dengan Metode Hampa Udara Untuk Memproduksi Bahan Bakar Gas Yusrizal dan Muhammad Idris

57

Teknik Watermaking Adaptif Menggunakan Micro Genetic Algorithm Hardisal, Muhammad Zarlis, Erna Budhiarti Nababan

64

iii

Jurnal Inotera Vol.1, No.1, Desember 2016

PENYELIDIKAN KARAKTERISTIK MEKANIK TARIK PADUAN ALUMINIUM MAGNESIUM (AL-MG) DENGAN METODE PENGECORAN KONVENSIONAL Fadly A. Kurniawan Nst1 Ikhwansyah Isranuri2 1.Staff Pengajar Jurusan Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknik Harapan, Medan 2. Staff Pengajar Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, USU Medan

Abstract Making the Al-Mg alloy successfully done using conventional metal casting method. The composition of the investigated alloy is 98% - 2%, 96% - 4%, and 94% - 6% (Aluminum - Magnesium). From the tensile test results for the third composition of the alloy to alloy with the composition of the Al-Mg 98% -2% obtained modulus of elasticity of 4.44 GPa. For alloys with compositions of Al-Mg 96% -4%, obtained value of the modulus of elasticity of 4.46 GPa. As for Al-Mg alloy 94% -6%, obtained value of modulus of elasticity of 3.56 GPa. From the tensile test results above, it was found that the best modulus of elasticity obtained for both compositions, is 96% -4%. Keywords: Al-Mg Alloys, Tensile Strength, Modulus of Elasticity. Abstrak Pembuatan paduan Al-Mg dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran. Komposisi paduan yang akan diteliti adalah 98% - 2%, 96% - 4%, dan 94% - 6% (perbandingan Aluminium - Magnesium). Dari hasil pengujian tarik didapatkan modulus elastisitas paduan Al-Mg dengan komposisi 98%-2% sebesar 4.44 GPa. Untuk paduan 96%-4% sebesar 4.46 GPa, dan untuk paduan 94%-6% sebesar 3.56 GPa. Hasil terbaik didapatkan dari komposisi 96%-4% yaitu sebesar 4,46 GPa. Kata Kunci: Al-Mg Alloy, Kekuatan Tarik, Modulus Elastisitas. 1.

Pendahuluan

1.1. Latar Belakang Masalah Indonesia merupakan negara kepulauan yang luas seluruhnya 5.193.250 km2, dan hampir dua pertiga wilayah Indonesia merupakan wilayah perairan dengan luas mencapai 3.287.010 km2. Kondisi ini tentunya membutuhkan pengelolaan, pemeliharaan dan pengamanan sehingga sumber daya yang dimiliki Indonesia tidak berpindah ke negara lain. Berdasarkan fakta tersebut, sangat perlu untuk mengembangkan sebuah pesawat udara tanpa awak (Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV) yang bertujuan sebagai sarana pendukung pemantauan keadaan wilayah Indonesia untuk mendapatkan data yang lebih detail, real time, cepat, dan murah. Pesawat Udara tanpa awak merupakan sebuah wahana terbang yang dikendalikan dari jarak jauh untuk melakukan misi tertentu. Aluminium paduan telah lama digunakan pada aplikasi-aplikasi tertentu karena memiliki kombinasi sifat mekanis yang antara lain kekuatan yang tinggi, densitas yang rendah, durabilitas yang baik, kemampuan ketermesinan yang baik, dan juga biaya yang cukup kompetitif (Girisha, H.N, 2012).

Paduan Aluminiun Magnesium (Al-Mg) sebagai material akustik yg memiliki kemampuan absorpsi suara akan diuji dalam penelitian ini. Ada beberapa perbedaan sifat yang mendasar dari Aluminium (Al) dan Magnesium (Mg). Aluminium memiliki karakteristik ductile yang baik, ketahanan terhadap korosi, kemampuan cor yang baik, dan harga yang lebih murah. Sedangkan Magnesium memiliki sifat damping yang baik, densitas yang rendah sehingga lebih ringan, tetapi harga yang lebih mahal (TengShih, 2010). Dengan penggabungan kedua jenis metal diatas, diharapkan didapatkan sebuah paduan yang memiliki karakteristik ductile yang baik, tahan terhadap korosi, ringan, dan memiliki sifat serap bunyi yang baik. Melalui penelitian akan dikembangkan sebuah prototipe propeller rendah bising pada pesawat tanpa awak dengan menggunakan material paduan Aluminium Magnesium (Al-Mg). 1.2. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai kekuatan tarik dari paduan Al-Mg pada beberapa komposisi yaitu 98%-2%, 96%-4%, dan 94%-6% (%Al: % Mg). 1


1.3. Paduan Aluminium – Magnesium (Al-Mg) Aluminium banyak dipakai dengan paduan unsur lain sebab tidak kehilangan sifat ringan dan sifat-sifat mekanisnya, serta mampu cornya diperbaiki dengan menambah unsur-unsur lain. Unsur-unsur paduan yang ditambahkan pada aluminium selain dapat menambah kekuatan mekaniknya juga dapat memberikan sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan korosi dan ketahanan aus. Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan yang cukup drastis, dari 660oC hingga 450oC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60oC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami failure pada temperatur tersebut. Aluminium alloy yang terdiri dari paduan utama Si dan Mg pada perbandingan tertentu akan terbentuk magnesium silica, yang akan membuat aluminium jenis ini mampu untuk dilakukan heat treatment, ketangguhan akan berkurang jika dibandingkan dengan paduan Aluminium Cu dan Zn. Silikon memiliki sifat yang getas dan dapat dengan mudah mengalami crack, seperti fatik terjadi didalam Alloy Al-Si terutama dengan pengintian dan pertumbuhan microcrack yang terdapat pada sekeliling fasa magnesium atau di dalam matriks aluminium (Ye.H, 2002).

Penelitian ini diawali dengan melakukan peleburan ingot Aluminium dan Magnesium. Peleburan dilakukan di industri peleburan Aluminium. Setelah di dapatkan material hasil peleburan, kemudian dilakukan pengujian material di laboratorium. Peralatan yang di gunakan dalam proses peleburan Aluminium dan Magnesium yang akan digunakan sebagai spesimen adalah: 1. Dapur Lebur Dapur lebur digunakan sebagai tempat meleburkan material. Bahan bakar yang digunakan pada dapur lebur adalah kayu yang sebelumnya sudah dikeringkan. Kapasitas dapur lebur yang digunakan pada penelitian ini adalah 10 liter (10 dm3). 2. Blower Blower digunakan untuk menjaga temperatur peleburan yang dihasilkan dari panas pembakaran pada kayu bakar. Tanpa alat ini, maka panas yang dihasilkan dari proses pembakaran tidak terdistribusi dengan baik dan panas yang dihasilkan tidak maksimal. 3. Cetakan Pasir Cetakan pasir dibuat dengan membentuk pasir kemudian dipadatkan agar hasil cetakan tidak berubah bentuk. Pasir yang digunakan adalah pasir alam atau pasir buatan yang mengandung tanah lempeng. Pasir ini dicampur pengikat khusus seperti air, bentonit, semen, resin ferol, minyak pengering. Bahan tersebut akan memperkuat dan mempermudah operasi pembuatan cetakan.

2. Metode dan Peralatan 2.1. Pembuatan Spesimen Uji 2.1.1 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ingot Aluminium (Al) dan Magnesium (Mg) yang di lebur untuk memperoleh paduan material yang baru yaitu Aluminium-Magnesium (Al-Mg) yang akan digunakan sebagai material rendah bising pada propeller.

A

b

Gambar 1. (a) Ingot Aluminium (b)Ingot Magnesium

2.1.2 Peralatan Pembuatan Spesimen

Gambar 2. Cetakan Pasir untuk pengecoran AluminiumMagnesium (Al-Mg)

Proses pembuatan spesimen uji pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Ingot Aluminium dan Magnesium di potong dengan menggunakan mesin dengan dimensi yang kecil. Pemotongan ini dilakukan untuk mempermudah menghitung perbandingan paduan Al dan Mg pada saat proses pengecoran. 2. Spesimen di timbang sesuai dengan jumlah % paduan yang akan dibuat. 3. Dapur lebur mulai dipanaskan. 4. Ingot Aluminium di masukkan ke dalam tungku peleburan, dan dileburkan hingga suhu 800 0C. 5. Setelah Aluminium Mulai mencair, Magnesium dimasukkan ke dalam tungku peleburan, dimana 2


Al 94 % Mg 6 %

2c 3a 3b 3c

131,00 110,32 128,97 110,62

3,35 3,41 3,94 2,65

3913,80 3238,37 3275,78 4178,11

3564,09

Grafik nilai modulus elastisitas rata-rata dapat dilihat pada Gambar 5 dibawah ini.

Modulus Elastisitas ratarata (MPa)

sebelumnya Magnesium mengalami proses pemanasan awal. 6. Setelah kedua material mencair di dalam tungku peleburan, cairan material tersebut di berikan flux yang berguna untuk mengangkat kotoran/kerak pada cairan Aluminium Magnesium. 7. Proses selanjutnya adalah pencetakan dengan menggunakan cetakan pasir dan cetakan besi. 8. Paduan Al-Mg didinginkan secara alami. 2.2 Pengujian Tarik Pengujian tarik pada penelitian ini berdasarkan standar ASTM D638, dengan ukuran spesimen diperlihatkan pada gambar 3.

6,000.000000 4,000.000000 2,000.000000 0.000000

2

4

6

Kandungan Mg (%) Gambar 5. Grafik nilai modulus elastisitas rata-rata untuk setiap komposisi paduan Al-Mg

Gambar 3. Bentuk spesimen uji tarik standar ASTM E8 untuk uji metal

Gambar 5 memperlihatkan bahwa semakin besar penambahan unsur Magnesium di dalam Aluminium, maka modulus elastisitas yang terjadi akan semakin kecil. Terjadi kenaikan nilai modulus elastisitas pada variasi Al 96% - Mg 4%. Ini menunjukkan bahwa penambahan persen Mg dapat mengurangi tingkat keliatan paduan Al-Mg.

Gambar 4. Standar Ukuran uji tarik standar ASTM E8 untuk uji metal

4. Kesimpulan

3. Hasil dan Pembahasan

1.

3.1. Hasil Uji Tarik Untuk mendapatkan perilaku mekanik paduan AlMg, dilakukan pengujian tarik untuk mendapatkan tegangan, regangan, dan modulus elastisitas material paduan Al-Mg. Material paduan Al-Mg pada penelitian ini akan menggunakan 3 (tiga) komposisi, yaitu: 1. Kompisisi 1. Degan komposisi Al-Mg (98% - 2%) 2. Komposisi 2. Dengan komposisi Al-Mg (96% - 4%) 3. Komposisi 3. Dengan komposisi Al-Mg (94% - 6%) Tabel 1. Nilai Modulus Elastisitas

Komposi si Al 98% Mg 2% Al 96% Mg 4%

Spesimen σ (MPa) 1a 176,24 1b 154,45

e (%) 2,57 4,23

E (MPa) 6846,47 3648,08

1c 2a 2b

5,85 2,36 5,76

2836,28 6818,88 3205,44

165,83 160,76 184,67

E (Mean)

4443,61

4646,04

Metode pembuatan paduan Aluminium – Magnesium (Al-Mg) Pembuatan paduan Al-Mg berhasil dilakukan dengan baik menggunakan metode pengecoran logam konvensional. Komposisi paduan yang diteliti adalah 98%-2%, 96%-4%, dan 94%-6% (perbandingan Aluminium-Magnesium). Pada proses pembuatan paduan Al-Mg, pertama yang dilebur ingot Aluminium. Setelah mencapai suhu 6500C, ingot Magnesium dimasukkan ke tungku lebur yang didalamnya sudah terdapat Aluminium. Kemudian paduan dibiarkan didalam tungku coran sampai suhu 8000C. selama menunggu sampai pada suhu optimal, paduan yang berada didalam tungku perlu dilakukan beberapa kali pengadukan untuk mendapatkan paduan yang tercampur sempurna. Setelah paduan menjadi campuran yang homogen, paduan Al-Mg cair ditungkan ke cetakan. 2.

Karakteristik Mekanik terhadap Uji Tarik Dari hasil pengujian tarik untuk ketiga komposisi paduan,didapatkan nilai modulus elastisitas sebagai berikut:Untuk paduan dengan komposisi Al-Mg 98%-2% didapatkan nilai modulus elastisitas sebesar 4443, 613 MPa. Untuk paduan dengan komposisi AlMg 96%-4%, didapatkan nilai modulus elastisitas sebesar 4466,039 Mpa. Sedangkan untuk paduan AlMg 94%-6%, didapatkan nilai Modulus elastisitas 3


sebesar 3564,086 MPa. Dari hasil pengujian tarik diatas, didapatkan modulus elastisat yang terbaik didapat untuk komposisi kedua, yaitu 96%-4%. Daftar Pustaka [1] [2]

Anderson Jr dan Jhon D. Fundamental of Aerodyamics. Boston : Mc.Graw-Hill. 1999. Girisha, H.N dan K.V. Sharma. Effect of Magnesium on Strength and Microstructure of Aluminium Copper Magnesium Alloy, International Journal of Scientific & Engineering Research, volume 3, Issue 2, February 2012.

[3]

Teng-Shih, SHIH, Jyun-Bo, dan Pai-Sheng WEI. Thermally-Formed Oxide on Magnesium and Magnesium Alloys. National Central University, Taiwan.

[4]

Toros Serkan, Fahrettin Ozturk, dan Ilyas Kacar. Review Warm Forming of Aluminium Magnesium Alloys. Elsevier. 2008.

4


RANCANG BANGUN DAPUR LEBUR ALUMINIUM KAPASITAS 20 KG SKALA LABORATORIUM Din Aswan Amran Ritonga(1 Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan, Jl. H. M. Joni No. 70 C, Medan, Telp. (061) 7366804 E-mail: [email protected]

Abstract Sand casting is one of the techniques of making products where the metal melted in a crucible and then poured into the mold cavity which is similar to the original shape of the cast product to be made. At this time a lot of research, especially aluminum foundry with a variety of fuels such as diesel, kerosene, LPG gas, coal and so on, both among universities as well as in a industrial research. To be able to do metal casting it must be equipped with tools that support smelting. This has led the authors to conduct design molten aluminum furnance with a capacity of 20 kg to laboratory scale with LPG gas fuel, given the lack of facilities available at the Laboratory of Production Process Dept. Mechanical Engineering Sekolah Tinggi Teknik Harapan.The author conducted a literature study and field surveys to learn about and see models of aluminum furnance design during design process. From the results obtained planning buster kitchen with kitchen-type Crucible, a kitchen with a diameter of 560 mm, 520 mm height kitchen, outside of the cup 220 mm diameter, 20 mm thick plate, cup height 355 mm. Keywords: Sand casting, Crubicle, Aluminum, Fuel Abstrak Pengecoran adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Pada saat ini banyak dilakukan penelitian pengecoran logam khususnya aluminium dengan berbagai macam bahan bakar seperti minyak solar, minyak tanah, gas LPG, batu bara dan sebagainya, baik dikalangan universitas maupun di suatu badan penelitian. Untuk dapat melakukan pengecoran logam maka harus dilengkapi dengan alat peleburan yang mendukung. Hal inilah yang mendorong penulis untuk melakukan perencanaan dapur lebur aluminium dengan kapasitas 20 kg untuk skala laboratorium dengan bahan bakar gas LPG, mengingat masih minimnya fasilitas yang tersedia di Laboratorium Proses Produksi Teknik Sekolah Tinggi Teknik Harapan. Dalam melakukan perancang dapur lebur ini, penulis melakukan studi literatur dan survey lapangan untuk mempelajari dan melihat model-model rancang bangun dapur alumunium. Dari hasil perencanaan diperoleh dapur pelebur dengan tipe dapur Crucible, dengan diameter dapur 560 mm, tinggi dapur 520 mm, diameter luar cawan 220 mm, tebal cawan 20 mm, tinggi cawan 355 mm. Kata kunci: Pengecoran Logam, Dapur lebur, Aluminium, Bahan Bakar.

1. Pendahuluan Pengecoran adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan kedalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Pada saat ini banyak dilakukan penelitian pengecoran logam khususnya aluminium dengan berbagai macam bahan bakar seperti minyak solar, minyak tanah, gas elpiji, batu bara dan sebagainya, baik dikalangan universitas maupun di suatu badan penelitian. Untuk dapat melakukan pengecoran logam maka harus dilengkapi dengan alat peleburan yang mendukung.

Laboratorium adalah tempat belajar mengajar melalui media praktikum yang dapat menghasilkan pengalaman belajar dimana mahasiwa berinteraksi dengan berbagai alat dan bahan untuk mengobservasi gejala-gejala yang dapat diamati secara langsung dan membuktikan sendiri sesuatu yang dipelajari. Dengan adanya kegiatan pembelajaran di laboratorium, mahasiswa dapat mengamati secara langsung dan tidak hanya belajar menurut teori-teori yang ada. Laboratorium juga dapat digunakan sebagai tempat pameran atau display dari hasil-hasil percobaan atau penelitian yang telah dilakukan, agar memberi gambaran lebih bagi mahasiswa dan dapat 5


memotivasi untuk penelitian atau percobaan yang lebih baik. Berdasarkan hal tersebut diatas, penulis mencoba untuk melakukan perencanaan dan pembuatan dapur lebur almunium skala laboratorium dengan kapasitas 20 Kg. Rancang bangun dapur lebur bertujuan untuk mendapatkan tipe dapur lebur yang sesuai, menentukan dimensi dapur lebur alumunium, Menentukan bahan dapur lebur dan proses pabrikasi dapur lebur.

4. Pemilihan Bahan Dapur Lebur Pemilihan bahan dapur lebur, meliputi, pemilihan bahan cawan lebur, bahan dapur lebur, Castable yang merupakan bahan yang digunakan untuk pengecoran dinding dapur dan batu tahan api serta semen tahan api.

2. Metodologi Penelitian


Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah studi literatur dan survey ke lapangan. Dari hasil studi literatur dan survey ke lapangan diperoleh gambaran mengenai dapur lebur yang akan dirancang. Berdasarkan studi literatur, langkah-langkah yang digunakan untuk melakukan rancang bangun dapur lebur alumunium adalah sebagai berikut:

3.1 Pemilihan Tipe Dapur

1. Pemilihan tipe dapur. Pemilihan tipe dapur lebur dilakukan berdasarkan pertimbangan kemudahan teknik pembuatannya, pemilihan bahan bakar yang digunakan dan pertimbangan biaya pembuatan. 2. Perencanaan Kapasitas Cawan Lebur Sesuai dengan perencanaan dimana cawan lebur akan mampu menampung logan cair pada saat operasi peleburan dimana logam cair tidak akan tumpah melebihi ketinggian cawan lebur. Kapasitas maksimum logam aluminium yang dapat di tampung pada cawan lebur adalah : Wmaks Dimana : Wmaks ρa Vc

= Vc.ρal …..……………………....... (1)

5. Pabrikasi Dapur Lebur. Proses pabrikasi merupakan proses pembuatan dapur lebur, yaitu: 1. Pembuatan Cawan pelebur, 2. Pembuatan Dapur lebur.

Dalam perancangan ini dipilih dapur pelebur dengan tipe dapur Crucible. Alasan pemilihan dapur lebur tipe crucible adalah : a. Dapur crucible ini tidak memerlukan teknik pembuatan dan pengoperasian yang terlalu rumit dibanding dapur pelebur jenis lainnya, sehingga cocok digunakan untuk penelitian dan praktikum bagi labortorium foundry. b. Dapur pelebur q ini dapat menggunakan bahan bakar yang murah seperti gas, minyak tanah, solar dan batu bara. c. Cocok digunakan untuk melebur logam bukan besi yang mempunyai temperatur cair tidak terlalu tinggi seperti aluminium. d. Mudah dalam pengoperasiannya terutama untuk pengambilan terak pada logam aluminium. e. Bahan-bahannya murah dan mudah didapat sehingga biaya pembuatan dapur tidak terlalu tinggi. Setelah diketahui alasan pemilihan tipe dapur peleburan alumunium yang akan direncanakan, kemudian dibuat model dapur lebur alumunium yang akan direncanakan, seperti terlihat pada Gambar 1 berikut.

= Kapasitas maksimum cawan = Berat jenis aluminium = Volume cawan

3. Perencanaan Dinding Luar Dapur Lebur. Dinding luar dalam pembuatan dapur, bahan yang dipergunakan yaitu plate baja karbon rendah. Dengan cara melakukan pemotongan drum oil. Ketebalan plate adalah 2,5 mm. Berat dinding luar adalah : W3 =berat dinding samping+berat dinding atas bawah W3 = π.Dd.t.xdl.ρ+2.π/4.Dd².xd2.ρ …………..……..(2) Dimana : Dd = Diameter dinding luar t = Tinggi dinding luar yaitu Xd1 = Tebal dinding samping Xd2 = Tebal dinding bawah dan atas Ρ = berat jenis dinding 7833 kg/m³

Gambar 1. Gambar Perencanaan Dapur Lebur

Keterangan Gambar: 1. Cawan pelebur 2. Batu Api SK 32 3. Tangkai pengangkat 6


4. Plat dinding luar 5. Ruang bakar 6. Dinding dalam 1. Perencanaan Kapasitas Cawan Lebur. Dengan menggunakan rumus (1), diperoleh kapasitas maksimum cawan lebur adalah 21,69 Kg. Hasil perhitungan tersebut diperoleh dengan mengasumsikan diameter dalam cawan (Din) = 180 cm dan tinggi cawan (tin) = 315 cm. kapasitas maksimum cawan yang diperoleh masih dibawah kapasitas perencanaan cawan lebur = 20 Kg. Gambar 2. Bentuk Cawan Lebur

2. Perencanaan Dinding Luar Dapur Lebur Dinding luar dalam pembuatan dapur, bahan yang dipergunakan yaitu drum oli yang dipotong. Alasan pemilihannya adalah drum oli merupakan plat baja karbon rendah dengan ketebalan plat adalah 2,5 mm. Dimensi drum oli yang dipotong adalah diameter drum = 0,56 m, tinggi = 0,52 m dengan ketebalan dinding samping = 0,0025 m serta ketebalan dinding atas dan bawahnya = 0,003 m. Berdasarkan dimensi drum oli tersebut dan disubsitusikan ke dalam persamaan (2), diperoleh berat dinding luar dapur lebur adalah 29,47 kg. 3. Pemilihan Bahan Dapur Lebur 3.1. Cawan Dapur Lebur Fungsi cawan lebur adalah tempat untuk logam cair selama proses peleburan berlangsung. Cawan lebur harus mempunyai titik cair yang jauh lebih tinggi dari titik logam yang akan dilebur. Pada perencanaan ini bahan cawan lebur yang dipakai adalah baja paduan karbon rendah AISI 1310. Pemilihan silinder baja ini sebagai cawan lebur didasarkan bahwa logam yang akan dilebur adalah aluminium dengan temperatur cair 660ºC, sedangkan silinder baja mempunyai titik lebur 1538ºC. Bentuk cawan lebur dapat dilihat pada gambar 2. Sifat-sifat bahan cawan lebur yang digunakan yaitu :  Bahan : Baja paduan karbon rendah AISI 1310  Titik cair : 1538ºC atau 1710 K  Konduktivitas panas : 43 W/mºC  Kekuatan tarik : 95 kg/mm²  Batas mulur : 40 kg/mm²  Kekerasan : 170 HB

3.2. Dapur Lebur Dapur dalam rancangan ini berfungsi sebagai tempat dimana terjadinya proses pemanasan aluminium. Dalam pembuatan dapur, bahan yang dipergunakan yaitu plate baja karbon rendah. Alasan pemilihan plat baja karbon rendah adalah Mudah diperoleh dipasaran dan Proses pengerjaan tidak terlalu rumit. Berikut ini sifat-sifat dari bahan dapur lebur:  Bahan : Baja karbon rendah AISI 1109  Titik cair : 1538ºC  Konduktivitas panas : 54 W/mºC  Kekuatan tarik : 47 kg/mm²  Kekerasan : 103 HB 3.3. Castable Castable merupakan bahan yang digunakan untuk pengecoran dinding dapur. Pada perancangan ini, Castable yang digunakan adalah Castable Caj-15. Alasan pemilihan Castable titik cair untuk Castable ini bisa mencapai 1500ºC atau 1773ºK. 3.4. Batu Tahan Api dan Semen Tahan Api Batu tahan api berfungsi untuk menumpu dan menahan cawan pelebur agar tidak mudah bergetar. Batu tahan api ini mempunyai ketahanan terhadap suhu panas yang tinggi hingga mencapai 1700ºC. Batu tahan api dipasangkan dengan bahan perekat yaitu semen tahan api. Adapun karakteristik kedua bahan tersebut yaitu : a) Bahan penyekat panas : Batu tahan api SK-32 Ukuran : 230 mm x 114 mm x 35 mm Titik cair : 1710ºC atau 1983 K Konduktivitas panas : 0,69% W/mºC Berat jenis : 2,1 g/cm³ 7


b) Bahan pengikat Titk cair Konduktivitas panas Berat jenis

: Semen tahan api SK 32 : 1710ºC atau 1983 K : 1,1% W/mºC : 1,75 g/cm³

4. Pabrikasi Dapur Lebur Peralatan yang digunakan pada proses pabrikasi dapat dilihat pada tabel 3.1. berikut: Tabel 3.1. Peralatan Pabrikasi Dapur Lebur.

Nama Alat Mesin Gerinda Mesin Las

Kegunaan Untuk memotong plat dan meratakan hasil-hasil las dan potongan gerinda Untuk menyambung besi atau pelat pada saat membuat rangka Digunakan untuk mengukur panjang atau lebar Digunakan untuk mengukur tegak lurus tiang dan sambungan Digunakan untuk memotong bahan Digunakan sebagai mal Digunakan untuk pengaduk bahan cor Digunakan untuk menghaluskan permukaan

Meteran Siku Gergaji Plywood Raskam Amplas

- Kemudian menyambung besi pipa keplat drum dengan cara pengelasan - Memasang anker pada plat drum bagian dalam sebagai penahan agar Castable yang sudah dicor tidak mudah retak atau pecah - Mencampur Castable dengan air dengan perbandingan 2 : 1 hingga campuran merata - Melakukan pengecoran keliling plat drum dan lantai plat drum bagian dalam dengan ketebalan cor 70 mm - Memasang batu api SK32 diatas lantai dapur yang sebelumnya telah dicor Castable - Memasang batu api SK32 di dinding coran sebagai penahan cawan lebur agar cawan lebur tetap presisi saat pemindahan dan proses peleburan - Melakukan proses akhir dengan cara pengamplasan di semua bagian-bagian yang tidak rata - Mengecat bagian-bagian luar dapur lebur. Gambar hasil rancang bangun dapur lebur alumunium dengan kapasitas 20 kg dapat dilihat pada gambar 3, berikut

Sedangkan bahan-bahan yang digunakan pada proses pabrikasi dapur lebur dapat dilihat pada tabel 3.2. berikut Tabel 3.2 Bahan Pabrikasi Dapur Lebur

Nama Bahan Drum Batu Api SK32 Semen api SK32 Castable Besi pipa 2 inc

Kegunaan Sebagai rangka dasar pembentukan dapur lebur Sebagai dudukan dan penahan cawan lebur Sebagai bahan perekat batu api SK32 Sebagai bahan cor Sebagai tangkai pengangkat

Adapun langkah-langkah dalam pembuatan dapur lebur aluminium sebagai berikut : 1. Pembuatan Cawan pelebur Pembuatan cawan pelebur ini dengan menempah, ukuran diameter luar 220 mm, diameter dalam 180 mm, tebal dinding 20 mm,dan tingginya 355 mm. 2. Pembuatan Dapur lebur - Memotong plat drum diameter 560 mm setinggi 520 mm - Memotong besi pipa diameter 49 mm dengan panjang 160 mm sebanyak 1 buah 130 sebanyak 2 buah - Menggerinda besi pipa dan drum yang sudah dipotong

Gambar 3. Dapur Lebur Alumunium

4. Kesimpulan dan Saran 4.1. Kesimpulan Berdasarkan alasan-alasan pemilihan dapur lebur, maka diperoleh 1. Jenis dapur Dapur yang digunakan adalah dapur pelebur jenis crusibel Sumber panas yang digunakan oleh dapur untuk mencairkan aluminium berasal dari kompor dengan bahan bakar minyak tanah. 2. Cawan lebur Bahan :Baja paduan karbon rendah AISI1310 Tinggi cawan : 355 mm Diameter cawan : 220 mm Tebal cawan : 20 mm Kapasitas peleburan : 20 kg 8


3. Dimensi dapur Bahan

:Baja paduan karbon rendah AISI1109 Diameter dinding luar :560 mm Tebal dinding luar : 2,5 mm Tinggi Dapur : 520 kg 4. Bahan tahan api - Batu tahan api SK-32 Ukuran : Panjang : 230 mm Lebar : 114 mm Tebal : 35 mm - Bahan pengikat semen api SK-32 - Castable CAJ-15 Jarefu 4.2. Saran Untuk lebih menyempurnakan pembahasan mengenai perancangan dan pabrikasi ini adalah : 1. Dilakukan pengujian terhadap hasil pabrikasi yang telah dilakukan. 2. Dilakukan analisa kebutuhan bahan bakar terhadap hasil rancang bangun yang telah dikerjakan. Daftar Pustaka [1] B. H. Amstead, Sriati. 1989. Teknologi Mekanik, Jilid 1. Erlangga, Jakarta. [2]

F.A. Lewis. 1976. Aluminium Allow Casting and Foundry. Jhon Willey and Sons, New York

[3] George E. Dieter. 1986. Metalurgi Mekanik, Jilid 2. Erlangga, Jakarta. [4] Holman, J.P. 1986. Perpindahan Kalor. Erlangga, Jakarta. [5] Joseph E. Shingley. 1986. Perencanaan Teknik Mesin. Erlangga, Jakarta [6] Lithel Richard. 1982. Metal Working Technology. McGraw Hill, Inc. New York. [7] Tata Surdia, Shinroku Saito. 1995. Pengetahuan Bahan Teknik. PT. Pradnya Paramita, Jakarta. [8] Tata Surdia, Kenji Chijiwa. 1995. Teknik Pengecoran Logam. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

9


KAJIAN POTENSI DAN REKOMENDASI DESA LHOKRUKAM BERBASIS DESA WISATA, SEBAGAI ALTERNATIF PEMBANGUNAN KOTA TAPAKTUAN Resky Rusnanda, Elbi Sepriady, Muhammad Reza E-mail: [email protected]

Abstract South Aceh district with all its natural potencies, is really a high-developed tourism sector area because supported for its geographic. Then Tapaktuan is very well-known with its tourism object such as Tapak Kaki Tuan Tapa which also become the symbol of South Aceh district. It’s not the only tourism object priority but also there are still many tourism objects such as like located at Lhokreukam. Whose potential tourism object. Instead, Lhokreukam is still less-developed. That’s why this research is conducted to give development strategies toward Lhokreukam due to become rural tourism as the new tourism destination in South Aceh. This research uses SWOT analysis as the method. The research finding is offering the strategic developed recommendation plan as a tourism village. In a result, all the potencies Lhokreukam can be well-developed and sustainable, instead could be other choices tourist destination in South Aceh. Keywords: Tourism, Tourism Region, Tourism Potential, rural Tourism. Abstrak Kabupaten aceh selatan dilihat dari potensi alamnya, sektor priwisata sangat produktif untuk dikembangkan, karena didukung oleh letak geografisnya. Tapaktuan sangat dikenal dengan objek wisata tapak kaki tuan tapa yang juga merupakan simbol dari Kabupaten Aceh Selatan. Bukan hanya objek wisata tersebut, banyak objek wisata lainnya yang ada di Tapaktuan menjadi objek wisata andalan salah satunya di desa Lhokreukam yang memiliki potensi wisata yang tinggi. Namun sayangnya pengembangan pariwisata di desa tersebut belum optimal. Oleh sebab itu penelitian ini bertujuan untuk memberikan strategi pengembangan desa lhokreukam menjadi desa wisata sebagai salah satu destinasi wisata baru di Aceh Selatan. Adapaun metode yang di gunakan adalah analisis SWOT. Hasil dari penelitian ini adalah adanya rekomendasi strategi perencanaan pengembangan desa lhokreukam menjadi desa wisata, sehingga semua potensi wisata yang ada di desa tersebut dapat di kembangkan secara optimal dan berkelanjutan, dan menjadi alternatif pilihan berwisata yang ada di kabupaten Aceh Selatan bagi wisatawan. Kata Kunci : Pariwisata, Kawasan Wisata, Potensi Wisata, Desa wisata. 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Pariwisata merupakan salah satu potensi yang dapat mendukung kemajuan sebuah kota. Keberhasilan pariwisata dikaitkan dengan potensi pariwisata itu sendiri, dimana pariwisata mampu mendorong masyarakat terlibat secara aktif dalam rangka mencapai tujuan yang diinginkan, salah satunya penghasil utama devisa daerah. Kegiatan pariwisata juga memiliki multiplier efect yang cukup besar, artinya, keberhasilan pembangunan sektor pariwisata akan memacu dan mendorong sektor lain untuk berkembang cepat seperti, sektor prindustrian, perdagangan, dan sektor tenaga kerja. Oleh karena itu meningkatnya perkembangan pariwista akan membantu meningkatkan pembangunan kota, karena

sektor pariwisata merupakan sektor dibidang ekonomi kreatif. Kabupaten Aceh Selatan khususnya di Kota Tapaktuan di lihat dari potensi alamnya, sektor pariwisata sangat produktif untuk dikembangkan, karena di dukung oleh letak geografisnya, di tambah lagi dengan kultur masyarakat lokalnya yang kental dan ramah. Dalam pengembangan pariwisata selama ini, tapaktuan sangat dikenal dengan objek wisataTapak Kaki TuanTapa yang juga merupakan simbol dari Kota Tapaktuan. Bukan hanya itu, hampir di setiap kecamatan yang ada di Kabupaten Aceh Selatan memiliki potensi objek wisata yang baik, namun sayangnya, potensi wisata yang ada di kecamatan maupun di desa kurang di manfaatkan dan dikembangkan secara optimal. Dalam rangka mendukung otonomi desa menjadi desa yang mandiri, maka suatu desa harus dapat 10


mengembangkan potensi dan kelestarian alam yang ada di desa tersebut. Maka perlu disadari bahwa keberhasilan suatu desa adalah merupakan partisipasi masyarakat dan langsung akan dirasakan oleh masyarakat itu sendiri. Merujuk dari potensi alam dan budaya yang ada di kabupaten Aceh Selatan, salah satu desa yang memiliki potensi untuk dikembangkan dibidang pariwisata adalah Desa Lhoukreukam. Desa yang berada di Kecamatan Tapaktuan ini, memiliki potensi alam dan budaya masyarakat lokal yang masih terjaga, memiliki letak geografis yang strategis, memiliki objek wisata pasir setumpuk yang alami, aktivitas pertanian dan perikanan, dan adanya kuliner khas di desa tersebut. Berdasarkan keseluruhan potensi yang dimiliki oleh desa tersebut, maka strategi pengembangan desa lhoukreukam sangat cocok di kembangkan menjadi desa wisata, dimana suatu desa dikatakan Desa wisata adalah suatu bentuk integrasi antara aksi, akomodasi, dan fasilitas pendukung yang disajikan dalam suatu stuktur kehidupan masyarakat yang menyatu dengan tata cara dan tradisi yang berlaku [1].

2.2 Jenis – Jenis Pariwisata

2. Dasar Teori

2.3 Pengembangan Pariwisata

2.1. Pariwisata

Suatu obyek pariwisata harus memenuhi tiga kriteria agar obyek tersebut diminati pengunjung [6], yaitu : a. Something to see adalah obyek wisata tersebut harus mempunyai sesuatu yang bisa di lihat atau di jadikan tontonan oleh pengunjung wisata. Dengan kata lain obyek tersebut harus mempunyai daya tarik khusus yang mampu untuk menyedot minat dari wisatawan untuk berkunjung di obyek tersebut. b. Something to do adalah agar wisatawan yang melakukan pariwisata di sana bisa melakukan sesuatu yang berguna untuk memberikan perasaan senang, bahagia, relax berupa fasilitas rekreasi baik itu arena bermain ataupun tempat makan, terutama makanan khas dari tempat tersebut sehingga mampu membuat wisatawan lebih betah untuk tinggal di sana. c. Something to buy adalah fasilitas untuk wisatawan berbelanja yang pada umumnya adalah ciri khas atau icon dari daerah tersebut, sehingga bisa dijadikan sebagai buah tangan.

Perkataan pariwisata berasal dari bahasa sansekerta dengan rangkaian suku kata “pari” = banyak, ditambah dengan “wis“ = melihat, dan “ata” = tempat. Jadi, pariwisata merupakan terjemahan dari “melihat banyak tempat”. Indonesia pada awalnya mengenal pariwisata dengan mempergunakan bahasa asing yaitu “tourism”. Perubahan istilah “tourism” menjadi “pariwisata” dipopulerkan ketika dilangsungkan musyawarah nasional [2]. Pengertian pariwisata juga dijelaskan oleh beberapa ahli wisata, diantaranya: pariwisata adalah kegiatan manusia yang melakukan perjalanan ke dan tinggal di daerah tujuan di luar lingkungan kesehariannya [3] . Sedangkan menurut Matheison & Wall yang dikutip oleh Chris Cooper mengatakan bahwa pariwisata adalah perjalanan sementara ke destinasi di luar rumah dan tempat kerja, aktivitas yang dilakukan selama tinggal di tempat tersebut dengan menggunakan fasilitas yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan turis [4]. Dari beberapa definisi tentang pariwisata, Darmaji berbependapat bahwa dari definisi yang dikemukaan oleh para ahli wisata dapat diambil unsur-unsur dari pariwisata itu sendiri, dan unsurunsur tersebut adalah adanya kegiatan mengunjungi suatu tempat, bersifat sementara, ada sesuatu yang ingin dilihat dan dinikmati, dilakukan perseorangan atau kelompok, mencari kesenagan, dan adanya fasilitas di tempat wisata [1].

Jenis – jenis pariwisata yang ada tidak terlepas dari adanya daya tarik wisata pada suatu daerah, berupa [5] : − Sumber daya tarik yang bersifat alami, seperti pemandangan alam, lingkungan hidup, flora, fauna, danau, lembah, gunumg, dan lain-lain. − Sumber daya buatan manusia, seperti peninggalan budaya, arkeologi, candi, arca, dan lain-lain. − Sumber daya tarik yang bersifat non alami, seperti norma, tradisi, kebiasaan, pandangan hidup, keagamaan, kepercayaan, supranatural, dan lain-lain. Jenis – jenis pariwisatanya sendiri dapat dikategorikan menjadi 6 kategori, yakni [5]: 1. Wisata Budaya (Cultural Tourism) 2. Wisata Konvensi (Convention Tourism) 3. Wisata Kesehatan (Recuperiational Tourism) 4. Wisata Bahari (Coastal Tourism) 5. Wisata Alam (Rural Tourism) 6. Wisata Kota (Tourism in Urban Area) 7. Wisata Ziarah

2.4 Kawasan Pariwisata Pengertian kawasan pariwisata ini juga diungkapkan oleh seorang ahli yaitu Inskeep sebagai area yang dikembangkan dengan penyediaan fasilitas dan pelayanan lengkap (untuk rekreasi/relaksasi, pendalaman suatu pengalaman/kesehatan) [7]. Kawasan pariwisata merupakan salah satu bagian dari kawasan budidaya yang ditetapkan dengan 11


fungsi utama untuk dibudidayakan atas dasar kondisi dan potensi sumber daya alam, manusia, warisan budaya dan sumber daya buatan. Adapun kriteria kawasan pariwisata menurut Sandy adalah: (1) Pertama, kawasan yang secara teknis dapat digunakan untuk kegiatan pariwisata, tidak menganggu kelestarian budaya, keindahan alam dan lingkungan; (2) Kedua, kawasan yang apabila digunakan untuk kegiatan pariwisata, secara ruang dapat memberikan manfaat, antara lain: meningkatkan devisa dari pariwisata dan mendayagunakan investasi yang ada disekitarnya dan mendorong kegiatan lain yang ada disekitarnya; (3) Ketiga, memiliki kemampuan untuk tetap melestarikan nilai warisan budaya, adat istiadat, kesenian dan mutu keindahan lingkungan alam; (4) Keempat, memiliki kemampuan untuk mendorong dan meningkatkan perkembangan kehidupan ekonomi (multiplier effect) dan sosial budaya; (5) Kelima, memiliki kemampuan berkembang sesuai dengan segmen pasar manca negara maupun domestik [8]. 2.5 Desa Wisata Desa wisata adalah suatu bentuk integrasi antara aksi, akomodasi dan fasilitas pendukung yang disajikan dalam suatu stuktur kehidupan masyarakat yang menyatu dengan tata cara dan tradisi yang berlaku. Desa wisata juga merupakan sebuah kawasan pedesaan yangmemiliki beberapa karakteristik khusus untuk menjadi daerah tujuan wisata. di kawasan ini, penduduknya masih memeiliki tradisi dan budaya yang relatif masih asri. Selain itu, beberapa faktor pendukung seperti makanan khas, sistem pertanian dan sistem sosial turutmewarnai sebuah kawasan desa wisata. Diluar faktor-faktor tersebut, alam dan lingkungan yang masih asli dan terjaga merupakan salah satu faktor penting dari sebuah kawasan tujuan wisata [8]. Selain keunikan, kawasan desa wisata juga harus memiliki berbagai fasilitas untuk menunjang sebagai kawasan tujuan wisata. berbagai fasilitas ini akan mempermudah para pengunjung desa wisata dalam melakukan kegiatan wisata. fasilitas-fasilitas yang sebaiknya dimiliki oleh kawasan desa wisata antara lain adalah sarna transportasi, telekomunikasi, kesehatan, dan juga akomodasi. Khusus untuk sarana akomodasi, desa wisata menyediakan sarana penginapan berua pondok wisata (home stay) hingga para pengunjung pun turut merasakan suasana pedesaan yang masih asli [8]. 2.6 Komponen Desa Wisata Sebuah desa dapat dikatakan sebagai desa wisata apabila memiliki beberapa komponen yang memiliki potensi untuk pengembangan pariwisata, seperti dijelaskan di bawah ini :

1) Atraksi Atraksi, atau juga dikenal dengan istilah daya tarik wisata, di suatu desa adalah seluruh kehidupan keseharian penduduk setempat beserta kondisi fisisk lokasi desa yang memungkinkan wisatawan berpartisipasi aktif. Maksud dari pengertian di aytas adalah keaslian kondisi desa tersebut yang menjadi daya tarik sebuah desa wisata, sertamemungkinkan wisatawan melakukan aktivitas-aktivitas yang tidak biasa. 2) Fasilitas Fasilitas adalah sumber daya yang khusus dibuat karena mutlak dibutuhkan oleh wisatawan dalam aktivitasnya di desa wisata. fasilitas-fasilitas yang dibuat ini dapat memanfaatkan sumber daya yang telah dimiliki desa, atau membuat sesuatu yang baru sesuai kebutuhan namun tidak meninggalkan karakteristik dan keunikan desa tersebut. Beberapa contoh fasilitas desa wisata yang umum adalah sebagai berikut; (1) Pertama, Fasilitas Perkemahan; (2) Kedua, Fasilitas makan-minum; (3) Ketiga, Pusat Jajanan dan Cinderamata; (4) Keempat, Pusat Pengunjung. 3) Aktivitas Wisata Aktivitas wisata adalah apa yang dikerjakan wisatawan selama keberadaan mereka di daerah tujuan dalam waktu setengah hari sampai bermingguminggu. Beberapa aktivitas wisatayangdapat dilakukan di desa wisata adalah sebagai berikut: (a) menikmati pemandangan, (b) memasak dengan tungku, (c) memancing, (d) Berburu, (e) bersepeda, (f) Hiking dan lain-lain. 4) Pengembangan Umum Pengembangan umum adalah sebuah upaya yang dilakukan berdasarkan perencanaan untuk menciptakan sebuah daerah tujuan wisata yang memberikan pelayanan terbaik bagi wisatawan. Beberapa upaya pengembangan umum yang utama yaitu [8]:  Pembagian Zona/Area. Pembagian zona dapat dilakukan dengan membagi zona berdasarkan fungsinya, misalnya zona atraksi, zona fasilitas, zona akomodasi, dan zona asli (zona yg tidak dibangun untuk kepentingan pariwisata).  Pengelolaan Pengunjung. Pengelolaan pengunjung adalah pengaturan pola aktivitas, alur kedatangan hingga kepulangan wisatawan, dan lain-lain. Beberapa teknik dalam pengelolaan pengunjung adalah ; (1) Pembatasan terhadap jumlah area yangdigunakan; (2) Penyebaran area yang digunakan bagi wisatawan; (3) pemusatan Area; (4)Pembatasan lama tinggal; (5) Pemanfaatan area secara bergantian/musiman; (6) Pembatasan jumlah pengunjung; (7) Penentuan harga masuk; (8) Pengaturan arus pengunjung. Dengan menerapkan teknik-teknik pengelolaan pengunjung dengan baik, 12


tentunya dapat memberikan manfaat terhadap aspek dalam desa.  Pelayanan Interpretasi Pelayanan interpretasi adalah sebuah komnukiasi yang betujun untuk menyampaikkan informasi melalui berbagai media penyampaian baik maupun tidak langsung. Beberapa tekni interpretasi yaitu : (1) Brosur dan selebaran; (2) Pemandu wisata; (3) Perjalanan wisata yang dipandu; (4) Tourist Information Centre; (4) Kuesioner.

4. Desa Lhokreukam 4.1. Kondisi Geografis dan Ekonomi

2.7 Kriteria Desa Wisata Berdasakan dari tujuan mengenai desa wisata maka dalam menentukan kriteria sebuah desa menjadi desa wisata adalah : 1) Atraksi wisata; yaitu semua yang mencangkup alam, budaya dan hasil ciptaan manusia. Atraksi yang dipilih adalah yang paling menarikdan atraktif di desa. 2) Jarak Tempuh; adalah jarak tempuh dari kawasan terutama tempat tinggan wisatawan dan juga jarak tempuh dari ibukota provinsi dan jarak dari ibukota kabupaten. 3) Besaran Desa; menyangkut masalah-masalah jumlah rumah, jumlah penduduk, karakteristik dan luas wilayah desa. Kriteria ini berkaitan dengan daya dukung kepariwisataan pada suatu desa. 4) Sistem Kepercayaan dan kemasyaratan; merupakan aspek penting mengingat adanya aturan-aturan yang khusus pada komunitas sebuah desa. 5) Ketersediaan infratuktur; meliputi fasilitas dan pelayanan transportasi, listrik, air bersih, drainase, telpon, dan sebagainya. Masing-masing kriteria digunakan untuk melihat karakteristik utama suatu desa untuk kemudian menentukan apakah suatu desa akan menjadi desa dengan tipe berhenti sejenak, tipe one day trip atau tipe tinggal inap.

Gambar 1. Peta lokasi DesaLhokreukam Sumber: Google map

Desa Lhokreukam terletak dikawasan lembah, terdiri dari 158 KK, dengan jumlah rumah 153 rumah. Dari segi ekonomi, mayoritas penduduk di desa ini dapat dilihat dari aspek mata pencaharian, dimana mata pencaharian penduduk local adalah mengandalakan sector pertanian dan kelautan. 4.2. Potensi Wisata di Desa Lhokreukam Desa lhokreukam memiliki potensi wisata yang cukup tinggi untuk dikembangkan, karena di dukung oleh letak geografi dari desa tersebut. Lhokreukam memiliki pantai yang cukup panjang dengan hamparan pasir yang masih asri. Objek wisata lainnya yang dapat kita temui di Desa Lhokreukam adalah Pantai Pasir Setumpuk yang menawarkan suasana pantai yang berbeda dan tersembunyi karena terletak jauh dari pemukiman penduduk.

3. Metoda Penelitian Jenis penelitian adalah deskriptif kualitatif, adapun yang menjadi variabel penelitian adalah sesuai dengan konsep desa wisata yakni dari segi atraksi wisata, amenitas, aksesibilitas, besaran desa, sistem kepercayaan masyarakat. dimana hasil pengamatan dari keseluruhan variabel, di analisis dengan menggunakan Matrik SWOT. Dimana analisis SWOT memberikan suatu pandangan dasar tentang kondisi yang dihadapai sehingga di dapatkan strategi yang tepat dan rekomendasi yang baik.

Gambar 2. Objek Wisata Pasir Setumpuk Sumber : Google

13


5. Hasil dan Pembhasan

b. Analisis dengan Menggunakan Matrix SWOT.

5.1 Analisis atraksi dan fasilitas

Analisis ini adalah analisis matrix SWOT guna menentukan alternative strategi. Matrix ini disusun oleh faktor-faktor kekuatan (S), kelemahan (W), peluang (O) dan ancaman (T) yang merupakan penyusunan faktor-faktor strategis analisis internal dan eksternal.

Untuk mengetahui lokasi desa wisata dilakukan dengan mengidentifikasi atraksi-atraksi wisata yang terdapat di daerah tersebut. Tabel 1. Atraksi – atraksi wisata di Desa Lhokreukam

Tabel. 2. Analisis Matrix SWOT

Sumber : Peneliti, 2015

5.2. Analisis SWOT Analisis SWOT dimaksudkan untuk memperjelas semua kekuatan dan kelemahan yang dapat di identifikasi guna memberikan rekomendasi pengembangan berdasarkan potensi-potensi yang tersedia. a. Analisis Faktor Internal dan eksternal dengan menggunakan skala likert Tabel 2. Faktor Internal

Sumber : Peneliti

Analisis faktor-faktor eksternal meliputi faktor peluang dan ancaman. Adapun nilai dari masingmasing faktor tersebut adalah untuk faktor peluang (O) mendapatkan nilai 28 dan untuk faktor ancaman (T) dengan nilai 11. Dari nilai yang diperoleh tampak jelas bahwa untuk aderah Aceh Selatan khususnya desa wisata menjadi potennsial untuk dikembangkan salah satunya di Desa Lhokreukam.

14


ancaman dengan cara rutin melakukan promosi desa wisata, menjaga mutu kawasan wisata. 6. Kesimpulan dan Rekomendasi Dari hasil penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa pengembangan pariwisata pedesaan di desa lhokreukam masih mengandalkan daya tarik alam, yaitu pantai pesisir, pasir setumpuk dan wisata bahari bawah lautnya dan sesuai dengan teori mengenai desa wisata, desa ini sangat cocok untuk dikembangkan sebagai desa wisata berdasarkan komponen dari desa wisata itu sendiri. Adapun rekomendasi masterplan perencanaan desa wisata lhokreukam adalah sebagaiberikut :

Hasil dari analisa matrix SWOT dapat dirumuskan strategi SO yang merupakan perpaduan antara faktor kekuatan dan peluang dengan alternative sebagai berikut : 1) meningkatkan pemasaran wisata. 2) Menjadikan desa lhoreukam sebagai desa wisata yang berciri khas. 3) Meningkatkan kualitas pelayanan terhadap wisatawan. 4) Memelihara mutu daya tarirk wisata. 5) meningkatkan dan mengembangkan usaha kecil sebagai basis penghidupan bagi masyarakat lhokreukam. 6) Mensinergikan segenap stakeholder untuk menjadikan pilot project desa wisata lhokreukam. Strategi WO merupakan perpaduan dari faktor kelemahan dan peluang memberikan alternative strategi sebagai berikut : 1) Meningkatkan peran dan partisipasi masyarakat. 2) Membangun kerja sama antar seluruh elemen masyarakat okal untuk mengembangkan desa wisata lhokreukam. 3) Mengupayakan adanya penjaga keamanan di sekitar lokasi. 4) Melakukan promosi kawasan desa wisata lhokreukam. Melakukan training soft skill pada masayrakat local. 5) pembangunan infrastuktur, serta sara dan prasarana pendukung pariwisata. Strategi ST yang merupakan perpaduan faktor kekuatan dan ancaman memberikan alternative strategi yaitu 1) Menciptakan pengalaman yang baik ketika berkunjung ke lhokreukam. 2) pembangunan sarana kerbersihan. 3) meyakinkan masyarakat bahwa desa wisata adalah salah satu faktor pendukung kemajuan desa mereka. Startegi yang terakhir adalah strategi WT yang merupakan petimbangan faktor kelemahan dan

Gambar 3. Letak Geografis Desa Lhokrukam

Gambar 4. Rekomendasi Penzonaan Kawasan

Gambar 5. Rekomendasi area parker

15


[3] Richardson, john and martin Fluker, Understanding and managing Tourism, Australia : Person Education, 2004. [4] Cooper, et. Al, Tourism Principle and pratice, 3nd ed, Perntice hall, Newyork, 2005. [5]

Sukawi, Mencari Potensi Kota Semarang,Enclosure Volume 7 No. 1, 2008

[6]

Yoeti, Oka, Perencanaan dan Pengembangan Pariwisata, Jakarta : PT. Pradnya Paramita, 2002.

[7]

Inskeep, Edward, Tourism Planning: An Integrated and sustainable Approach,Van Nostrand Reinhold, New York, Inc, 1991.

[8]

Sastropoetro. Santoso, Partisipasi, Komunikasi Dan Persuasi Dan Disiplin DalamPembangunan Nasional, Bandung, 1998.

Gambar 6. Rekomendasi rencana pintu gerbang

Lama

Gambar 7. Rekomendasi akses jalan menuju desa

Gambar 8. Rekomendasi landmark desa

Gambar 9. Rekomendasi Jalan setapak dalam desa

Daftar Pustaka [1] Nuryanti, Wiendu. Concept, perspective and Challenges Tourism, Gajah Mada University Press, Yogyakarta, 1993. [2] Darmaji, R.S. Istilah-istilah Dunia Pariwisata, PT. Pradnya, 1992.

16


PENGUJIAN KINERJA PENCARIAN DATA Yulia Agustina Dalimunthe Staf Pengajar Sistem Informasi STT-Harapan E-mail: [email protected]

Abstract The database is already a mandatory requirement for program makers in designing an application relating to records or transactions that require continuous data, the database is used as a data center that can be used to take out a policy in the future. Database must consider many factors ranging from storage, security, ease of accessing the database, the database selection of many factors used speed is the most important factor in the selection of database. PostgreSQL and MySQL is a database that is widely used to store data, the database is usually combined with programming language that is easy to use ENTER to store panin formations. Postgresql and Mysql database will be made based on the speed and search from the corresponding tables in each database. Keywords: Database, PostgreSQL, MySQL. Abstrak Database sudah merupakan kebutuhan wajib bagi para pembuat program dalam merancang suatu aplikasi yang berkaitan dengan record-record atau pun transaksi yang membutuhkan data yang berkelanjutan, database digunakan sebagai pusat data yang bias digunakan untuk mengambil suatu kebijakan kedepannya.Pemilihan database tentunya mempertimbangkan banyak factor mulai dari kapasitas penyimpanan, keamanan, kemudahan pengaksesan database, dari banyak factor pemilihan database yang digunakan kecepatan merupakan faktor yang paling utama dalam pemilihan database.PostgreSQL dan MySQL merupakan database yang banyak digunakan untuk menyimpan data, database tersebut biasanya dikombinasikan dengan bahasa pemrograman sehingga mudah digunakan untuk menyim panin formasi yang di inginkan.Pengujian database Postgresql dan Mysql akan dilakukan berdasarkan kecepatan dan pencarian data dari tabel yang sesuai di masing-masing database. Kata Kunci: Database, PostgreSQL, MySQL.

1. Pendahuluan Database atau juga sering disebut sebagai basis data adalah kumpulan dari item-item data yang saling berhubungan satu dengan lainnya yang diorganisasikan berdasarkan sebuah skema atau struktur tertentu, tersimpan dihardware komputer dan dengan software untuk melakukan manipulasi untuk kegunaan tertentu (Dewi Kusumawati, 2015). Database adalah suatu aplikasi yang menyimpan sekumpulan data untuk membuat, mengakses, mengatur, mencari, dan menyalin data yang ada didalamnya(Gregorius Agung, 2014). Database adalah kumpulan informasi yang terorganisasi dan disajikan untuk tujuan khusus. Basis data terkomputerisasi dapat di up-date, file bisa terorganisasi, dan informasi dapat dibaca, dicari dengan cepat, dan di retrieve menggunakan komputer (Tominanto, 2013). Softwareuntuk melakukan manipulasi pada database disebut dengan Database Management System (DBMS) (Dewi Kusumawati, 2015). DBMS adalah bagian perangkat lunak yang didesain untuk mempermudah pekerjaan dalam

pengolahan data. Dengan penyimpanan data ke dalam suatu DBMS, akan lebih mudah daripada menyimpannya ke dalam sistem file. DBMS dapat digunakan untuk mengolah data secara efisien (Tominanto, 2013). Banyaknya database yang beredar di pasaran membuat banyak programmer bebas memilih jenis database yang bisa dipergunakan untuk membuat program aplikasi database, tetapi dari sekian banyak database yang beredar, ada beberapa database yang merupakan database favorit yang banyak dipergunakan oleh software developer beberapa diantaranya adalah MySQL, Microsoft SQL Server, SQLite, Microsoft Access, dan PostgreSQL untuk pembahasan pada tugas akhir ini penulis menggunakan database MySQL dan PostgreSQL( Gregorius Agung, 2014). 2. PostgresSQL PostgreSQL atau disebut Postgres merupakan salah satu dari sekian banyak database besar yang ada, yang menawarkan skalabilitas, keluwesan, dan kinerja yang tinggi bagi user. 17


Postgres pertama kali muncul pada tahun 1996.PostgresSQL merupakan database server untuk mengolah data yang bersifat open source, dan memiliki lisensi GPL (General Public License) serta merupakan salah satu dari sekian banyak database server yang ada. Postgres adalah ORDBMS (Object Relational Database Management System) yang bersifat open source(Dewi Kusumawati, 2015). Beberapa fitur PostgreSQL adalah sebagai berikut : 1. Inheritance, dimana satu table dapat diturunkan model dan beberapa karakteristik dari table lainnya. 2. Multi Version Concurrency Control (MVCC), dimana user diberi data snapshot ketika suatu perubahan dilakukan sampai commit. 3. Rules, dimana suatu query DML yang dikirimkan ke serverakan mengalami penulisan ulang (rewrite). Ini terjadi sebelum diproses lebih lanjut oleh query planner. 4. Dan berbagai fitur lainnya. Adapun beberapa kelebihan yang dimiliki PostgreSQL adalah sebagai berikut: 1. Forking (arsitektur multiproses) yang dimana memiliki kestabilan yang tinggi. 2. Dalam kondisi load tinggi (jumlah koneksi simultan yang besar) yang dimana PostgreSQL mendukung locking dilevel rendah. 3. Memiliki fitur OO yang dimana OO ini seperti pewarisan tabel dan tipe data, mendefenisikan sebuah tabel yang mewarisi defenisi tabel lain. 4. Menyedikan hampir semua fitur-fitur dalam pengolahan database. 5. Memiliki tipe data geometri seperti : titik, garis, poligon, lingkaran. 6. Memiliki kemampuan mendefenisikan field sebagai array. 7. Memiliki hampir semua fasilitas standar yang biasa diinginkan. 8. Memiliki rule yang dimana tindakan custom saat dieksekusi bisa didefenisikan saat tabel di insert,update,ataupun delete. 9. Memiliki kemampuan konektifitas pada database dan hampir semua database pada Linux. 10. Memiliki kemampuan menampung data spasial, sehingga bisa digunakandalam pembuatan situs berbasis Web GIS. 11. Memiliki lisensi GPL(General Public License) didistribusikan secara gratis. 12. Mendukung banyak jenis bahasa pemrograman. 13. Alternatif bagi sistem data open sourcelain seperti MySQL. PostgreSQL merupakan salah satu DBMS yang digunakan untuk menyimpan data dan bersifat open source.Untuk dapat menyimpan data spasial, PostgreSQL membutuhkan plugin tambahan yaitu PostGIS.

Tipe data PostGreSQL antara lain: 1. numerik (integer dan numeric). 2. string atau teks (char dan VarChar). 3. interval. 4. timestamp. 5. date. Selain itu PostGreSQL juga menyediakan tipe data geometrik terutama dalam kaitannya untuk PostGIS dan byte (Nasytha Nur, et al, 2014). 3. MySQL My Structured Query Language (MySQL) adalah perangkat lunak sistem manajemen basis data SQL atau DBMS yang multithtread, multiuser, dengan sekitar 6 juta instalasi di seluruh dunia. MySQL tersedia sebagai perangkat lunak gratis dibawah lisensi (GPL)General Public License(Tominanto, 2013). MySQL memiliki beberapa keistimewaan, antara lain : 1. Portabilitas yang dimana MySQL dapat berjalan stabil pada berbagai sistem operasi seperti Windows, Linux, dan masih banyak lagi. 2. Memiliki lisensi GPL(General Public License) didistribusikan secara gratis. 3. Multi-userdimana MySQL dapat digunakan oleh beberapa pengguna dalam waktu yang bersamaan. 4. Memiliki performance tuning dimana memiliki kecepatan yang menakjubkan dalam menangani query sederhana, dengan kata lain dapat memproses lebih banyak SQL per satuan waktu. 5. Memiliki beragam tipe data seperti signed / unsigned integer, float, double, char, text, date, timestamp, dan lain-lain. 6. Memilikioperator dan fungsi secara penuh yang mendukung perintah Select dan Where dalam perintah (query). 7. Memiliki beberapa lapisan keamanan seperti level subnetmask, namahost, dan izin akses user dengan sistem perizinan yang mendetail serta sandi terenkripsi. 8. Memiliki kemampuan menangani basis data dalam skala besar, dengan jumlah rekaman (records) lebih dari 50 juta dan 60 ribu tabel serta 5 miliar baris. Selain itu batas indeks yang dapat ditampung mencapai 32 indeks pada tiap tabelnya. 9. MySQL menggunakan protokol TCP/IP, Unix soket (UNIX), atau Named Pipes (NT) dalam melakukan koneksifitas. 10. MySQL memiliki lebih dari dua puluh bahasa dalam mendeteksi pesan kesalahan dapat mendeteksi pesan kesalahan, meski pun demikian, bahasa Indonesia belum termasuk di dalamnya. 11. Memilikiantar muka (interface) terhadap berbagai aplikasi dan bahasa pemrograman dengan menggunakan fungsi API (Application Programming Interface). 18


12. Dilengkapi dengan berbagai peralatan (tool)yang dapat digunakan untuk administrasi basis data. 13. Memilikistruktur tabel yang lebih fleksibel dalam menangani ALTER TABLE, dibandingkan basis data lainnya semacam PostgreSQL ataupun Oracle (Rivaldi Masuara, 2015). Kemampuan lain yang dimiliki MySQL adalah mampu mendukung Relasional Database Manajemen System (RDBMS), sehingga dengan kemampuan ini MySQL akan mampu menangani data-data sebuah perusahaan yang berukuran sangat besar hingga berukuran Giga Byte(Tominanto, 2013). MySQL adalah RDBMS yang cepat dan mudah digunakan, serta sudah banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan ( Gregorius Agung, 2014). hal-hal yang membuat MySQL populer : 1. berlisensiopen source, sehingga penggunaan secara gatis. 2. Program yang powerfull dan menyediakan fitur yang lengkap. 3. Berbentuk standar bahasa data SQL. 4. Bekerja dengan baik dengan sistem operasi lain seperti bahasa pemograman PHP, PERL, C, C++, dan lain-lain. 5. Bekerja dengan baik bahkan dengan data set yang banyak. 6. Mendukung banyak database, sampai 50 juta baris atau lebih dalam suatu table. 4. Metode Pencarian Data Pengujian kinerja database MySQL dan PostgreSQL pada sistem yang dirancang penulis hanya berdasarkan waktu atau biasa disebut dengan execution time. Pengujian dilakukan menggunakan 2 (dua) database yang berbeda dan tentunya memiliki struktur database yang berbeda baik dari cari pengaksesan dan koneksinya, untuk memudahkan pengujian dibuat beberapa aturan sehingga pengujian akan lebih mudah dilakukan, beberapa aturannya adalah sebagai berikut : 1. Masing-masing memiliki sebuah database dengan nama harapan. 2. Tabel pada database harapan diberi nama tabel uji yang memiliki sebuah field nama denga tipe char ukuran 100. 3. Field pada tabel tidak memiliki primary key dan index key. 4. Record yang disimpan sebanyak 20 karakter dengan kombinasi huruf besar, huruf kecil dan angka. 5. Record yang disimpan dihasilkan dari proses pengambilan file text yang berisi karakter acak dengan setiap barisnya terdiri dari 20 karakter. 6. Konektivitas ke service database menggunakan ODBC sehingga pengaturan koneksi ke MySQL ataupun PostgreSQL dilakukan di OBDC.

7. Koneksi yang dilakukan pada visual basic.net 2010 menggunakan ADODB untuk MySQL dan PostgreSQL. Aturan ataupun kondisi dari pengujian tersebut akan diterapkan pada sistem yang dirancang, untuk pengujian kecepatan baik dari proses penyisipan dan pencarian pesan dapat diliat dari tabel jumlah record dibawah ini : Tabel 1. Jumlah dan Waktu Pengujian Penyisipan

Tabel diatas merupakan hasil pengujian yang dilakukan secara manual dengan menggunakan perintah insert didalam database PostgreSQL dan MySQL, perintah dijalankan pada query editor bawaan PostgreSQL dan sedangkan MySQL digunakan software navicat sebagai software tambahan untuk management database MySQL. Waktu eksekusi dari tabel penyisipan diatas berbeda untuk setiap komputer dan bergantung kepada processor dan memori yang tersedia, analisa berikutnya adalah pencarian data atau record yang ada didalam tabel. Untuk pencarian data dikarenakan data yang dimiliki oleh masing-masing tabel belum tentu sama maka pencarian akan dilakukan berdasarkan kemiripan karakter yang ada didalam tabel PostgreSQL maupun MySQL, berikut hasil pencariannya dengan jumlah huruf 2 karakter sampai dengan 4 karakter dengan record yang ada didalam tabel sebanyak 100000 record. Tabel 2 Waktu Pengujian Pencarian

Pengujian pencarian dilakukan dengan menggunakan SQL Query PostgreSQL dan navicat, waktu hasil pencarian juga bisa berbeda tergantung kecepatan processor dan memori yang digunakan. Perancangan sistem merupakan gambaran dari sistem yang akan dibuat dalam hal ini adalah aplikasi pengujian kecepatan database PostgreSQL dan MySQL dalam hal penyisipan dan pencarian. Use case class digunakan untuk memodelkan dan menyatakan unit fungsi/layanan yang disediakan oleh sistem (or bagian sistem : subsistem atau class) ke pemakai, berikut adalah use case diagram yang 19


penulis untuk memodelkan sistem yang akan dirancang :

dirancang, pada aplikasi ini terdiri dari 5 (lima) buah form yang bisa digunakan dimulai dari form login sampai dengan form tentang penulis, berikut adalah rancangannya : 1. Desain Form Login Desain Form login merupakan desain dari sistem yang digunakan sebagai security form bagi pengguna sistem, berikut adalah desain dari sistem yang dirancang :

Gambar 1. Use Case Diagram Sistem Gambar 3. Desain Form Login

Class diagram digunakan untuk menampilkan kelas-kelas dan paket-paket di dalam sistem. Class diagram memberikan gambaran sistem secara statis dan relasi antar mereka. Biasanya, dibuat beberapa class diagram untuk sistem tunggal. Beberapa diagram akan menampilkan subset dari kelas-kelas dan relasinya. Dapat dibuat beberapa diagram sesuai dengan yang diinginkan untuk mendapatkan gambaran lengkap terhadap sistem yang dibangun. Class diagram adalah alat perancangan terbaik untuk tim pengembang. Diagram tersebut membantu pengembang mendapatkan struktur sistem sebelum kode ditulis, dan membantu untuk memastikan bahwa sistem adalah desain terbaik, berikut adalah class diagram dari aplikasi yang dirancang :

Gambar 2. Class Diagram Sistem

Perancangan program digunakan untuk menggambarkan desain dari program yang akan

Adapun keterangannya sebagai berikut : 1. Judul dari form yang dirancang. 2. Menampilkan gambar icon dari form yang dirancang. 3. Judul dari form. 4. Textbox yang digunakan untuk memasukkan username. 5. Textbox yang digunakan untuk memasukkan password. 6. Tombol untuk login berdasarkan username dan password. 7. Tombol untuk keluar dari aplikasi. 2. Desain Form Utama Desain form utama merupakan desain dari form utama yang digunakan untuk memanggil form yang ada, berikut adalah desain dari form utama yang dirancang :

Gambar 4. Desain Form Utama

Adapun keterangannya sebagai berikut : 1. Judul dari form utama yang dirancang. 20


2. Menu file pengujian yang terdiri dari : a. Pengujian Penyisipan Pengujian penyisipan digunakan untuk memanggil form pengujian penyisipan database. b. Pengujian Pencarian Pengujian pencarian digunakan untuk memanggil form pengujian pencarian pada database. c. Keluar Sub menu yang digunakan untuk keluar dari aplikasi. 3. Menu file tentang yang digunakan untuk menampilkan informasi mengenai penulis. 4. Statusbar yang digunakan untuk menampilkan informasi nama penulis. 3. Desain Form Pengujian Penyisipan Record Desain form pengujian penyisipan record merupakan desain yang digunakan untuk menguji kecepatan penyisipan record kedalam database MySQL dan PostgreSQL, berikut adalah desainnya :

10. Textbox yang digunakan untuk menampilkan informasi record yang disisipkan dengan menggunakan database PostgreSQL. 11. Textbox yang digunakan untuk menampilkan informasi record yang disisipkan dengan menggunakan database MySQL. 12. Textbox yang digunakan untuk menampilkan informasi hasil penyisipan postgreSQL dan MySQL. 4. Desain Form Pengujian Pencarian Record Desain form pengujian pencarian record merupakan desain yang digunakan untuk menguji kecepatan pencarian record dari database MySQL dan PostgreSQL, berikut adalah desainnya :

Gambar 6. Desain Form Pencarian Record

Gambar 5. Desain Form Penyisipan Record

Adapun keterangannya sebagai berikut : 1. Title dari form utama yang dirancang. 2. Menampilkan icon dari form yang dirancang. 3. Menampilkan teks dari form. 4. Label informasi lokasi file text. 5. Textbox yang digunakan untuk menentukan lokasi file text yang berisi karakter acak yang akan disimpan didalam database MySQL ataupun PostgreSQL. 6. Tombol postgreSQL digunakan untuk memproses record sebanyak nilai yang ada didalam textbox dengan output berupa lama waktu penyisipan. 7. Tombol MySQL digunakan untuk memproses record sebanyak nilai yang ada didalam textbox dengan output berupa lama waktu penyisipan. 8. Tombol yang digunakan untuk menampilkan hasil perbandingan waktu penyisipan dengan PostgreSQL dan MySQL. 9. Tombol yang digunakan untuk menutup form.

Adapun keterangannya sebagai berikut: 1. Title dari form utama yang dirancang. 2. Menampilkan icon dari form yang dirancang. 3. Menampilkan teks dari form. 4. Tombol PostgreSQL digunakan untuk menampilkan seluruh record yang ada didalam tabel uji yang berada di database PostgreSQL. 5. Tombol MySQL digunakan untuk menampilkan seluruh record yang ada didalam tabel uji yang berada di database MySQL. 6. Textbox yang digunakan untuk memasukkan string yang akan dicari kedalam database MySQL ataupun PostgreSQL. 7. Tombol yang digunakan untuk mencari record berdasarkan string yang dimasukkan. 8. Tombol untuk menutup form. 9. Listview data yang digunakan sebagai media penampil informasi record yang akan ditampilkan. 5. Desain Form Tentang Penulis berikutnya adalah form tentang penulis berikut adalah desainnya :

21


Gambar 7. Desain Form Tentang Penulis

Adapun keterangannya sebagai berikut : 1. Menampilkan title dari form tentang penulis. 2. Menampilkan gambar penulis. 3. Menampilkan informasi penulis. 4. Tombol keluar digunakan untuk menutup form tentang aplikasi. 5. Hasil Penelitian Tampilan security form merupakan tampilan yang pertama kali muncul ketika aplikasi dijalankan (run). User harus mengisi username dan password sesuai dengan yang telah di defaultoleh user untuk dapat masuk ke sistem. Berikut gambar tampilan security form.

Gambar 9. TampilanFormUtama

Pada gambar di atas terdapat dua buah menu file yaitu menu file pengujian dan menu file tentang. Didalam menu file pengujian terdapat tiga sub menu file yang terdiri dari pengujian penyisipan, pengujian pencarian, dan keluar. Sub menu Pengujian penyisipan digunakan untuk memanggil form pengujian penyisipan database, sub menu Pengujian pencarian digunakan untuk memanggil form pengujian penyarian database, dan sub menu keluar untuk keluar dari aplikasi. Form penyisipan merupakan tampilan untuk user menyisipkan data yang telah dibua tsebelumnya yang nantinya akan diuji kecepatan penyisipannya sesuai dengan postgresql dan mysql yang telah ditetapkan. Berikut tampilan form penyisipan.

Gambar 8. TampilanSecurity Form

Gambar di atas merupakan security form dari aplikasi ketika dijalankan pertama sekali, pada sebutter dapat dua buah textbox yang digunakan untuk memasukkan user name dan password.Dan memiliki dua buah tombol yaitu tombollogin dan tutup, fungsi tombollogin untuk membuka tampilan program yang telah dibuat, sedangkan tombol tutup untuk menutup tampilan form awal program. Ketika user selesai melakukan login, maka user akan memasuki form utama. Berikut tampilan form utama.

Gambar 10. TampilanFormPenyisipan

Pada gambar di atas terdapat dua buah text box yaitu text box untuk menentukan lokasi file text yang berisi jumlah record yang akan dimasukkan kedalam tabel yang ada di dalam database PostgreSQL dan MySQL, text box untuk menampilkan informasi record yang disisipkan pada database PostgreSQL, text box untuk menampilkan informasi record yang disisipkan pada database MySQL, dan textbox untukmenampilkan informasihasil penyisipan PostgreSQL dan MySQL .Selain itu pada gambar di atas memiliki empat buah tombol yaitu tombol postgre untuk memproses recordse banyak nilai yang ada didalam textbox dengan output berupa lama waktu penyisipan dalam PostgreSQL, tombol 22


MySQL untuk memproses record sebanyak nilai yang ada di dalam textbox dengan output berupa lama waktu penyisipan dalam MySQL,tombol hasil untuk menampilkan hasil perbandingan waktu penyisipan dengan PostgreSQL dan MySQL, serta tombol tutup untuk menutup form.

Gambar 13. TampilanHasilPengujian

Untuk melihat penyisipan berhasil dilakukan dalam MySQL, maka dapat dilihat dalam form berikut.

Gambar 11. TampilanProses PenyisipanBerjalan

Sebelumnya kita buat sebuah database terlebih dahulu sehingga database yang ingin kita buatter sebut akanm enjadi database yang akan kita uji. Dan pilih lokasi file text yang sudah kita buat untuk kita proses selanjutnya. Pada Gambar 12 menampilkan proses penyisipan sedang berjalan, ketika proses penyisipan selesai maka akan muncul informasi sebagai berikut :

Gambar 14. TampilanForm MySQL

Pada Gambar 15 tampak bahwa table tersebut masih belum terisi, maka langsung saja kita klik tabel uji maka hasilnya sebagai berikut :

Gambar 12. Tampilan Proses PenyisipanSelesai

Proses penyisipan selesai dilakukan dengan jumlah record yang disisipkan sebanyak 100 record, dan membutuhkan waktu 0.56 detik dalam penyisipan MySQL, dan untuk PostgreSQL membutuhkan waktu 0.47 detik. Untuk melihat hasilnya berikut tampilannya :

Gambar 15. TampilanForm MySQL BerhasilDisisipkan

Tampak bahwa record yang disisipkan dalam program berhasil masuk dalam tabel yang dibuat. Form pencarian merupakan tampilan untuk user mencari data yang diambil dari data yang telah diberhasil disisipkan sebelumnya yang nantinya akan diuji kecepatan pencarian sesuai dengan postgresql dan mysql yang telah ditetapkan. Berikut tampilan form pencarian.

23


Gambar 16. TampilanFormPencarian Gambar 18. TampilanHasilPencarianPostgreSQL

Pada Gambar 17 terdapat empat tombol yaitu tombol PostgreSQL untuk menampilkan seluruh record ada didalam tabel uji yang berada di database PostgreSQL, tombol MySQL untuk menampilka seluruh record ada di dalam tabel uji yang berada di database MySQL, tombol cari untuk mencari record berdasarkan string yang dimasukkan, dan tombol tutup untuk menutup form. Serta memiliki sebuah textbox untuk memasukkan string yang akan dicari kedalam database MySQL ataupun PostgreSQL. Dan juga memilikilistview yang digunakan sebagai media penampil informasi record yang akanditampilkan. Sebelum melakukan pencarian record, terlebih dahulu kita tampilkan record yang telah disisipkan sebelumnya berikut adalah tampilannya:

Gambar 17. TampilanForm Record

Selanjutnya kita masukkan string yang ingin kita cari yang ada didalam database tersebut.Disini saya akan mencari berdasarkan kemiripan dua karakter yaitu 48 denganrecord yang ada. Berikut tampilannya :

Berdasarkan gambar di atas bahwa pada proses pencarian pada PostgreSQL dengan menggunakan kemiripan dua karakter yaitu 48 memiliki jumlah empat buah record dengan kemiripan yang sama dan membutuhkan waktu 0.0035detik.Sedangkan untuk proses pencarian MySQL membutuhkanwaktu 0.0026 detik. 6. Kesimpulan Dengan adanya perancagan aplikasi Pengujian Kinerja Penyisipan Dan Pencarian Data PadaPostgresql Dan Mysql, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Aplikasi yang dirancang untuk menguji database pada Postgresql dan Mysql berdasarkan pengujian kecepatan penyisipan dan pencarian, agar menjadi sebuah informasi dalam menentukan pemilihan database berdasarkan factor kecepatannya. Walaupun demikian, hasil pengujian berpengaruh terhadap spesifikasihardware dan software yang digunakan. 2. Pengujian kinerja ini dapat digunakan untuk membantu dalam pemilihan database dalam hal kecepatan waktu berdasarkan records yang digunakan. Berikut adalah beberapa saran untuk pengembangan lebih lanjut terhadap penelitian skripsi ini : 1. Perlu diadakan penilitian lebih lanjut pada Postgresql dan Mysql untuk mengetahui sensitifitas guna mendukung kecepatan pada hardware dan software yang digunakan. 2. Aplikasi pengujian kinerja ini dapat dikembangkan dengan menambahkan beberapa factor pemilihan database seperti kapasitas penyimpanan, keamanan, dan kemudahan dalam pengaksesan data base yang digunakan. 3. User diharapkan dapat menjalankan aplikasi ini secara maksimal.

24


Daftar Pustaka [1] Dewi Kusumawati. Basis Data dengan PostgreSQL. Graha Ilmu; 2015. [2] Aziz, A, A., 2013, Sistem Informasi Penjualan Berbasis Web Toko Amanah Sebagai Media Peningkatan Citra, STMIK AMIKOM, Yogyakarta. [3] Tominanto, Waryati, 2013. System Informasi Berbasis Fingerprint untuk Meningkatkan Pelayanan Pasien Rawat Jalan. INFOKES, VOL. 3 No. 2 Agustus 2013. [4] Gregorius, Agung. 2001. Desain Web Interaktif Dengan Frontpage 2000 dan Dreamweaver 4. Jakarta: PT Elex Media Komputindo. [5] Haviluddin, 2011. Memahami Penggunaan UML (Unified Modeling Language). Samarinda: Vol 6 No.1. Februari 2011. [6] Christoper lee. 2014. Tips dan Trik Seleksi Photoshop. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

25


PENGARUH BIAYA PRODUKSI TERHADAP HARGA JUAL PRODUK MARMER PADA POLITEKNIK ACEH SELATAN Devi Satria Saputra Dosen Teknik Industri Politeknik Aceh Selatan, Tapaktuan Email : [email protected]. [email protected]

Abstract Industri UPT Batu Marmer Politeknik Aceh mengalami ketidakmampuan dalam menghitung unsur biaya produksi secara menyeluruh, hal ini dapat dilihat dalam penghitungan biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik belum dilakukan secara betul. Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh biaya produksi terhadap harga jual. Populasi dalam penelitian ini adalah semua Produk industri kecil Batu Marmer yang ada di Kampus Politeknik Aceh Selatan, penelitian ini dikategorikan penelitian sensus. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah wawancara. Teknik analisis data menggunakan persamaan regresi linier sederhana, pembuktian hipotesis dengan menggunakan uji t dan koefisien determinasi dengan menggunakan alat bantu program SPSS 11,0 for windows. Persamaan regresi sederhana dapat diketahui adanya pengaruh positif biaya produksi terhadap harga jual. Artinya setiap kenaikan biaya produksi akan diikuti pula dengan kenaikan harga jual dan penurunan biaya produksi akan diikuti pula dengan penurunan harga jual. Biaya produksi dengan harga jual terdapat pengaruh sebesar 93,8 % sedangkan sisanya dipengaruhi oleh variabel lain, faktor ekstern seperti elastisitas permintaan, sasaran produk dan persaingan pasar, selera konsumen, kondisi perekonomian, pengawasan pemerintahan. Saran yang dapat diberikan penulis bagi industri UPT Batu Mamer sebaiknya dalam penghitungan biaya produksi memasukkan semua unsur biaya selama proses produksi dengan terperinci dalam satu rangkaian produksi dan melakukan pembenahan administrasi atau mengadakan pembukuan dengan baik. Keywords: Biaya Produksi, Laba yang Diinginkan, Harga Jual

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah Perkembangan dunia usaha sekarang ini sangat pesat. Hal ini ditandai dengan tajamnya persaingan dalam dunia usaha guna mempertahankan dan meningkatkan usahanya. Dengan tajamnya persaingan tersebut perusahaan dituntut mampu menghadapi persaingan yang ada. Demikian juga dalam dunia usaha khususnya industri kecil. Industri kecil diharapkan mempunyai kebijakan dan strategi untuk dapat mempertahankan dan meningkatkan usahanya. Industri kecil dan menengah termasuk industri kerajinan dan industri rumah tangga perlu dibina menjadi usaha yang makin efisien dan mampu berkembang, agar dapat meningkatkan pendapatan masyarakat, membuka lapangan kerja dan makin mampu meningkatkan perannya dalam penyediaan barang dan jasa serta berbagai komponen, baik untuk keperluan pasar dalam negeri maupun pasar luar negeri. Pengembangan industri kecil dan menengah perlu diberi kemudahan baik dalam permodalan, perijinan maupun pemasaran serta ditingkatkan keterkaitan dengan industri yang berskala besar secara efisien menguntungkan melalui pola

kemitraan dalam usaha meningkatkan peran dan kedudukannya dalam pembangunan industri. Penentuan harga jual yang tidak tepat sering berakibat fatal pada masalah keuangan perusahaan dan akan mempengaruhi kontinuitas usaha perusahaan. Ketidaktepatan tersebut akan menimbulkan resiko pada perusahaan, misalnya kerugian yang terus menerus atau menimbunnya produk di gudang karena macetnya pemasaran. Untuk itu setiap perusahaan harus menetapkan harga jualnya secara tepat karena harga merupakan satusatunya unsur bauran pemasaran yang memberikan pemasukan atau pendapatan bagi perusahaan. Pada hakekatnya perusahaan dalam menjual produknya harus dapat mencapai keuntungan yang diharapkan, sehingga perusahaan dalam menjual produknya harus menetapkan harga jual. Biaya produksi juga merupakan dasar yang memberikan perlindungan bagi perusahaan dari kemungkinan kerugian. Kerugian akan mengakibatkan suatu usaha tidak dapat tumbuh dan bahkan akan dapat mengakibatkan perusahaan harus menghentikan kegiatan bisnisnya. Untuk menghindari kerugian, salah satu cara adalah dengan berusaha memperoleh pendapatan yang paling tidak dapat menutup biaya produksi. Dengan demikian, sangat penting memperhitungkan biaya produksi dan 26


menetapkan harga jual produk dengan tepat untuk memberikan perlindungan bagi perusahaan dari kemungkinan kerugian. Berdasarkan survei awal pada tanggal 10 Desember 2015, penulis melakukan wawancara dengan Bapak Asbahrul Amri, ST.M.Sc sebagi Kepala UPT Batu Marmer Politeknik Aceh Selatan . Dengan melakukan tanya jawab secara langsung mengenai Batu Marmer, maka dapat diketahui bahwa dalam menentukan harga jual hasil produk Batu Maremer, pengrajin kurang memperhatikan faktorfaktor yang mempengaruhi harga jual produknya. Hal ini nampak dalam penghitungan biaya produksi misalnya dalam penghitungan biaya belum dilakukan secara betul. Ada biaya yang belum diperhitungkan dalam penghitungan biaya produksi, seperti biaya tenaga kerja dan bahan baku dalam usaha. Padahal dalam perhitungan biaya produksi semua unsur yang membentuk biaya produksi seharusnya dimasukkan misalnya, gaji pimpinan maupun biaya tenaga kerja langsung. Pemakaian tenaga kerja langsung belum diperhitungkan karena dikerjakan oleh anggota Tim kerja, begitu juga menyangkut jam kerja mereka kurang mengenal waktu. Selain itu banyak juga industri batu marmer yang belum memperhitungkan biaya overhead pabrik dengan benar. Hal itu terlihat dalam memperhitungkan biaya overhead pabrik banyak unsur-unsur biaya overhead pabrik yang tidak diperhitungkan, misalnya biaya reparasi mesin atau peralatan pabrik, dan biaya pemeliharaan mesin.

Pengaruh adalah daya yang ada atau timbul dari sesuatu (orang, benda dan sebagainya) yang berkuasa atau berkaitan yang ikut membentuk watak, kepercayaan, perbuatan seseorang (kamus besar bahasa indonesia edisi kedua). b. Biaya Produksi Biaya produksi adalah pengorbanan sumber ekonomi, yang diukur dalam satuan uang, yang telah terjadi untuk tujuan tertentu atau dalam arti sempit biaya produksi dapat diartikan sebagai pengorbanan sumber ekonomi untuk memperoleh aktiva (Mulyadi, 1991:8-9. c. Harga Jual Harga jual adalah harga yang diperoleh dari penjumlahan biaya produksi, biaya non produksi serta laba yang diharapkan (Mulyadi 2002:79). d. Industri Batu Marmer Industri kecil adalah industri yang berskala kecil yang dikelompokkan berdasarkan jumlah tenaga kerja yang terlibat tanpa memperhatikan besar modal. 1.4 Tujuan penelitian Terkait dengan rumusan masalah yang telah dikemukakan, maka peneliti bertujuan ingin mengetahui sejauh mana biaya produksi berpengaruh terhadap harga jual pada industri Batu Marmer di UPT Marmer Politeknik Aceh Selatan.

1.2 Perumusan Masalah 1.5 Kegunaan Penelitian Biaya produksi dan laba yang diinginkan akan berperan dalam mempertimbangkan terbentuknya harga jual. Perolehan laba yang diinginkan secara maksimal pada umumnya merupakan tujuan utama dari kegiatan suatu perusahaan.. Salah satu faktor yang memiliki kepastian dalam menentukan harga jual adalah biaya produksi. Biaya produksi memberikan informasi batas bawah terhadap harga jual yang akan ditentukan. Perusahaan akan mengalami kerugian bila harga jual berada di bawah biaya produksi. Kerugian yang timbul akibat harga jual di bawah biaya produksi dalam jangka waktu tertentu akan mengakibatkan terhambatnya suatu pertumbuhan usaha. Dengan demikian perusahaan memerlukan informasi tentang biaya produk dalam pengambilan keputusan harga jual.

Melalui penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat ganda yaitu manfaat teoritis maupun manfaat praktis. a. Guna Teoritis Penelitian ini ingin menganalisis teori ekonomi tentang harga jual. Khususnya biaya produksi pada industri UPT Marmer Politeknik Aceh Selatan. Melalui penelitian ini diharapkan memberikan informasi lebih lanjut bagi peneliti selanjutnya. b. Guna Praktis Hasil penelitian ini diharapkan akan menjadikan masukan bagi industri UPT Marmer Politeknik Aceh Selatan.dalam menentukan kebijakan harga jual dengan memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi

1.3 Penegasan Istilah 2. Metode dan Peralatan Maksud dari penegasan istilah untuk menghindari terjadinya perbedaan mengenai istilah-istilah yang ada dalam penelitian. Adapun istilah-istilah yang perlu diberikan batasan adalah: a. Pengaruh

2.1 Populasi Populasi adalah keseluruhan subjek penelitian (Arikunto, 2000:108). Di dalam suatu penelitian apabila peneliti ingin meneliti semua elemen yang 27


ada dalam wilayah penelitian, maka peneliti ini merupakan penelitian populasi. Studi atau penelitiannya juga disebut dengan studi populasi atau studi kasus. Populasi dalam penelitian ini adalah keseluruhan Industri UPT Batu marmer Politeknik Aceh Selatan, sehingga penelitian ini dikategorikan penelitian sensus.

sumber berupa dokumentasi. Wawancara merupakan bagian teknik komunikasi dimana pencari data mengadakan tanya jawab terhadap responden untuk menggali data yang diperlukan. Dalam penelitian ini digunakan untuk memperoleh informasi yang diperlukan. Hal ini dimaksudkan agar data yang di maksud peneliti itu sesuai dengan harapan peneliti.

2.2 Sampel Sampel adalah sebagian atau wakil populasi yang diteliti ( Arikunto, 2000:109). Adapun sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian sensus yaitu keseluruhan Produk Batu Marmer yang di produksi ada 5 katagori.

2.5 Metode Analisis Data Model analisis data yang digunakan adalah analisis regresi sederhana, persamaan linier sederhana menunjukkan hubungan antara dua variabel, yaitu variabel X sebagai variabel independen dan variabel Y sebagai variabel dependen (Algifari, 2000:9). Regresi linier sederhana digunakan untuk mengetahui pengaruh biaya produksi terhadap harga jual. Model persamaan regresi yang digunakan dalam pengujian adalah:

2.3 Operasionalisasi Variabel Variabel adalah objek penelitian atau sesuatu yang menjadi titik perhatian (Arikunto, 2000:96). Variabel dibedakan menjadi dua yaitu varibel bebas dan variabel terikat. Variabel bebas (X) adalah variabel yang mempengaruhi. Variabel terikat (Y) adalah akibat (Arikunto, 2000:97). Adapun dalam penelitian ini sebagai variabel bebasnya yaitu biaya produksi (X1) sedangkan variabel terikat yaitu harga jual (Y). Untuk mewujudkan suatu kesatuan fikir atau untuk menghindari bermacam-macam interprestasi maka perlu ditegaskan istilah berkaitan dengan penelitian ini. Karena banyak faktor yang mempengaruhi penentuan harga jual maka dalam penelitian ini diambil faktor biaya produksi saja dengan alasan faktor tersebut merupakan faktor yang pasti dan mudah diperhitungkan. Selain itu juga karena keterbatasan penulis. Adapun definisi variabel penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Biaya Produksi (X1) Biaya produksi yang dimaksud dalam penelitian ini adalah biaya bahan baku, biaya tenaga kerja, dan biaya overhead pabrik yang dikeluarkan dalam rangka proses produksi yaitu mengolah bahan baku menjadi produk jadi Batu Marmer di Politeknik Aceh Selatan. b. Harga Jual (Y) Harga jual yang dimaksud dalam penelitian ini adalah nilai tukar atau nilai akhir barang yang merupakan penjumlahan dari biaya-biaya produksi dan biaya lain untuk memproduksi suatu barang ditambah dengan sejumlah keuntungan yang diinginkan.dari produk Batu Marmer yang ada di Politeknik Aceh Selatan yang ditentukan dengan uang. 2.4 Metode Pengumpulan Data Untuk memperoleh data yang diperlukan dalam penelitian ini penulis hanya menggunakan metode wawancara. Karena dalam penelitian ini memang para pemilik industri Batu Marmer tidak memiliki

a. Persamaan Regresi Sederhana Y = a + bX + e dengan: Y = harga jual a = Intersep (titik potong kurva terhadap sumbu Y) b = kemiringan (slope) kurva linier X = Biaya produksi e = Error Term untuk menghitung nilai a b dan e ini menggunakan ,

program komputer statistik yaitu SPSS. b. Uji hipotesis 1) Uji t-statistik Uji t digunakan untuk menguji koefisien regresi secara parsial dari variabel independennya. Nilai t masing-masing koefisien regresi dapat diketahui hitung

dari hasil penghitungan komputer. Untuk menentukan nilai t-statistik tabel ditentukan tingkat signifikasi 5% dengan df =(n-k-1) dimana n adalah jumlah observasi dan k adalah jumlah variabel termasuk intersep dengan kriteria uji adalah: Jika t hit > t tabel, maka Ho ditolak Jika t hit < t tabel, maka Ho diterima Hipotesisnya yaitu : Ho = β = 0 1

β =0 2

Tidak terdapat pengaruh yang signifikan dari variabel independen (X) terhadap variabel dependen (Y) Ho β 0 1

28


β

2

Artinya terdapat pengaruh yang signifikan dari variabel independen (X) terhadap variabel dependen (Y). 2) Koefisien determinasi Ukuran statistik yang dapat menggambarkan hubungan antara suatu variabel dengan variabel lain adalah koefisien determinasi dan koefisien korelasi. Koefisien determinasi diberi simbol (r²) dan koefisen korelasi diberi symbol r. Koefisien determinasi adalah salah satu nilai statistik yang dapat digunakan untuk mengetahui apakah ada hubungan pengaruh antara dua variabel. Koefisien determinasi (r²) dari hasil regresi sederhana menunjukkan tingkat kejelasan yang dapat diberikan oleh model tersebut terhadap perubahan variabel dependen. Secara umum nilai r² terletak pada nilai 0 sampai dengan 1 (0< r²<1). Nilai koefisien determinasi menunjukkan persentase variasi nilai variabel dependen yang dapat dijelaskan oleh persamaan regresi yang dihasilkan. Semakin mendekat nol besarnya koefisien determinasi (r²) suatu persamaan regresi, semakin kecil pula pengaruh semua variabel independen terhadap nilai variabel dependen (dengan kata lain semakin kecil kemampuan model dalam menjelaskan perubahan nilai variabel dependen). Sebaliknya, semakin mendekat satu besarnya koefisien determinasi (r²) suatu persamaan regresi, semakin besar pula pengaruh semua variabel independen terhadap nilai variabel dependen. 3. Hasil dan Pembahasan

Hasil analisis regresi tersebut diperoleh model regresi untuk menyatakan persamaan pengaruh biaya produksi (X) terhadap harga jual (Y) yaitu: Y= 1.2E+07 + 1.360 dari persamaan regresi ini diperoleh t 22,732. Sedangkan nilai t

tabel

hitung

sebesar

dari df1=1dan df2=34

dengan taraf signifikan 0,05 adalah sebesar 1,691. Maka dapat diketahui bahwa t =22,732 > t hitung

tabel

=1.691 yang berarti terdapat adanya pengaruh biaya produksi terhadap harga jual yaitu sebesar 93,8%. 2. Koefisien determinasi (r²) Koefisien determinasi (r²) dari hasil regresi sederhana menunjukkan tingkat kejelasan yang dapat diberikan oleh model tersebut terhadap perubahan variabel dependen. Dengan melihat hasil SPSS release 11,0 dari medel summary dapat diketahui bahwa nilai (r²) sebesar 0,938. Dengan nilai koefisien determinasi (r²) yang sebesar 0,938 yang berarti mendekati angka satu, menunjukkan bahwa biaya produksi sangat besar pengaruhnya terhadap harga jual. Artinya pengaruh variabel (X) yaitu biaya produksi terhadap variabel (Y) harga jual adalah sebesar 93,8%, sedangkan sisanya sebesar 6,2% dipengaruhi oleh variabel lain selain biaya produksi, misalnya kondisi pasar, persaingan, permintaan, penawaran, selera konsumen dan pengawasan pemerintah. Makna dari persamaan regresi tersebut adalah setiap adanya kenaikan biaya produksi sebesar satu rupiah maka harga jual akan naik sebesar Rp 1,360.

3.1 Hasil Penelitian Bab ini merupakan hasil data industri Produk Batu Marmer Politeknik Aceh Selatan yang meliputi biaya produksi dan harga jual pada tahun 2015. Hasil penelitian ini akan memaparkan hasil persamaan regresi sederhana. 1. Hasil Persamaan Regresi Sederhana Hasil analisis regresi linier sederhana dengan menggunakan program SPSS release 11,0 pada penelitian ini diperoleh persamaan regresi yang menyatakan persamaan pengaruh biaya produksi (X1) terhadap harga jual (Y) sebagai berikut: Tabel 1. Analisis Pengaruh Biaya Produksi Terhadap Harga Jual Unstandardized Model t Sig r2 Coefficient B Sid Error Constant 1.2E+07 1.8E+07 640 527 0.938 Biaya 1.360 0.60 22.732 000 Produksi

3. Hasil Data Biaya Produksi dan Harga Jual Pada Industri Marmer tahun 2015 Pencapaian harga jual setiap bulan pada tahun 2015 dari Produk Batu marmer Politeknik Aceh Selatan dalam tabel berikut : Tabel 2 Harga Jual Pe rbulan Tahun 2015

Bulan Januari Febuari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total Harga Jual

Jumlah Rp. 30.000.000 Rp. 30.000.000 Rp. 30.000.000 Rp. 35.000.000 Rp. 35.000.000 Rp. 38.000.000 Rp. 38.000.000 Rp. 40.000.000 Rp. 42.000.000 Rp. 45.000.000 Rp. 48.500.000 Rp. 55.000.000 Rp.467.000.000 29


Sedangkan untuk pengeluaran biaya produksi yang terdiri dari biaya bahan baku, biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik adalah sebagai berikut: Penggunaan biaya bahan baku tahun 2015 industri Produk Marmer Politeknik Aceh Selatan disajikan dalam Tabel sebagai berikut: Tabel 3 Biaya Bahan Baku

Bulan Januari Febuari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total Harga Jual

BBB Rp. 5.000.000 Rp. 6.000.000 Rp. 7.500.000 Rp. 8.000.000 Rp. 10.000.000 Rp. 12.000.000 Rp. 12.500.000 Rp. 15.000.000 Rp. 18.000.000 Rp. 18.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 22.500.000 Rp.142.500.000

Pengeluaran biaya tenaga kerja setiap bulan pada tahun 2015 industri produk batu marmer politeknik Aceh Selatan disajikan dalam tabel berikut: Tabel 4 Biaya Tenaga Kerja

Bulan Januari Febuari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total BTK

Rp. 1.600.000 Rp. 1.600.000 Rp. 1.600.000 Rp. 1.800.000 Rp. 1.800.000 Rp. 2.000.000 Rp. 2.500.000 Rp.20.900.000

3.2 Pembahasan Pada umumnya harga jual produk dan jasa ditentukan oleh perimbangan permintaan dan penawaran di pasar, sehingga biaya produksi dan laba bukan satu-satunya penentu harga jual. Selera konsumen, jumlah pesaing yang memasuki pasar, dan harga jual yang ditentukan pesaing, merupakan contoh faktor-faktor yang sulit untuk diramalkan, yang mempengaruhi pembentukan harga jual produk di pasar. Hal ini sesuai dengan pendapat Swastha & Irawan ( 2000) tentang faktor-faktor yang mempengaruhi harga jual, bahwa penentuan harga jual dipengaruhi oleh faktor laba, faktor produk, biaya produksi yang terdiri dari biaya bahan baku, biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik, dan faktor ekstern, seperti elastisitas permintaan, sasaran produk, persaingan pasar dan pengawasan pemerintah. 1. Pengaruh Biaya Produksi terhadap Harga Jual

BTK Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp. 20.000.000 Rp.240.000.000

Sedangkan untuk pengeluaran biaya overhead pabrik perbulan pada tahun 2015 dapat dilihat dalam Tabel berikut ini: Tabel 5 Biaya Overhead Pabrik

Bulan Januari Febuari Maret April Mei

Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total BOP

Rp. Rp. Rp. Rp. Rp.

BOP 1.600.000 1.600.000 1.600.000 1.600.000 1.600.000

Hasil penelitian mengenai biaya produksi tahun 2015 pada industri batu mamer terdiri dari tiga macam yaitu biaya bahan baku, biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik. Pengaruh biaya produksi terhadap harga jual ini sebesar 93,8%.. Hal ini sudah sesuai dengan pendapat Mulyadi bahwa biaya mempunyai kepastian yang relatif tinggi dalam penentuan harga jual. Dalam penelitian ini diperoleh pengaruh yang sangat besar sekali, hal ini disebabkan karena penjualan produk berupa pesanan dengan penghitungan biaya variabel. Jadi biaya yang dikeluarkan akan berubah sebanding dengan kegiatan volume produksi. Sedangkan biaya overhead pabrik pada industri produk marmer ini adalah biaya yang dikeluarkan untuk pembelian solar, Air, bahan pelicin, ada juga yang untuk membayar listrik apabila mesin yang digunakan untuk proses produksi marmer ini menggunakan listrik. Dalam penghitungan biaya overhead pabrik pada industri marmer ini juga kurang diperhitungkan dengan benar karena banyak unsur-unsur yang tidak dimasukkan dalam penghitungan biaya overhead pabrik, seperti biaya penyusutan peralatan mesin, biaya reparasi dan pemeliharaan mesin atau peralatan lainnya.

30


Secara keseluruhan persentase tingkat pengeluaran biaya produksi untuk tahun 2015 adalah sebagai berikut: Tabel 6. Persentase Biaya Produksi Tahun 2015

Jenis Biaya Biaya Bahan Baku

Biaya

Persen tase (%)

Rp 142.000.000

74,89

Biaya Tenaga Rp 240.000.000 Kerja Biaya Overhead Rp 20.900.000 Pabrik Total Rp 402.900.000 (Sumber: data yang diolah)

19,13 5,96 100

Tabel tersebut menunjukkan bahwa biaya produksi yang terendah pada biaya overhead pabrik yaitu sebesar 5,96%, untuk biaya tenaga kerja sebesar 19,13%, sedangkan biaya produksi tertingginya untuk biaya bahan baku yaitu sebesar 74,89%. Dengan melihat hal tersebut jelas bahwa penghitungan biaya produksi tidak diperhitungkan dengan benar, terutama dalam penghitungan biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik. Padahal menurut Mulyadi, bahwa yang memiliki kepastian relatif tinggi dalam penentuan harga jual adalah biaya produksi jadi dalam penghitungan biaya produksi harus diperhitungkan dengan lengkap dan benar agar peruasahaan tidak mengalami kerugian. Apabila banyak unsur-unsur biaya produksi yang tidak dimasukkan, dalam jangka waktu tertentu perusahaan mungkin akan mengalami kebangkrutan dan tidak dapat melanjutkan usahanya lagi.

[3] Mulyadi,Sriyadi. 2002 ; 79 , 2001 : 178 . Harga Jual. Penerbit BPFE . Yogyakarta. [4] Halim, Abdul, dasar – dasar Akuntansi Biaya Edisi 3, Penerbit BPFE . Yogyakarta. [5] Griffin, Ricky W. 2004. Manajemen. Edisi Ketujuh, Jilid 2, Penerjemah: Gina Gania, Jakarta: Erlangga. [6] Mangkuprawira, Tb. Syafri. 2004. Manajemen Sumber Daya Manusia Strategik. Jakarta: Ghalia Indonesia. [7] Widodo, Joko. 2011. Membangun Birokrasi Berbasis Kinerja. Malang: Bayumedia Publishing. [8] Zainuddin. 2002. Komitmen Organisasi. Artikel online melalui www.e-psikologi.com. Diakses pada 13 Mei 2014.

4. Kesimpulan Berdasarkan dari hasil penelitian dan pembahasan pada penelitian ini, maka dapat penulis simpulkan bahwa biaya produksi memberikan kontribusi terhadap harga jual sebesar 93,8% pada industri produk batu mamer Politeknik Aceh Selatan, sedangkan sisanya sebesar 6,2% dipengaruhi oleh variabel lain. Pengeluaran biaya produksi dalam penelitian ini adalah biaya bahan baku, biaya tenaga kerja dan biaya overhead pabrik dengan menggunakan biaya variabel.

Daftar Pustaka [1] Mulyadi 1991 : 8-9 . Biaya Produksi. Penerbit. BPFE.Yogyakarta. [2] Mulyadi, Akuntansi Biaya : Peneentuan Harga Pokok dan Pengendalian Biaya, Edisi 3 Penerbit BPFE . Yogyakarta.

31


PENYELIDIKAN KARAKTERISTIK LAPISAN DIAMOND FILM PAHAT KARBIDA TERHADAP PEMBEBANAN MEKANIK PADA PEMBUBUTAN KERING Fransnazoan Sitorus1, Armansyah Ginting2, Basuki Wirjosentono3 Dosen Politeknik Aceh Selatan1 E-mail: [email protected] Dosen Dept. Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara2 Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 E-mail: [email protected] Dosen Dept. Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara3 Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155

Abstract The purpose of the research was to characterize diamond-film coating which is used as carbide tool coating material, especially coating material (diamond-film CVD), This is related to the research which reported about the functional failure of carbide tool coating material, used in dry machining process of non-ferro metal in the initial wear. The study on the characteristics of tool diamond-film coating was conducted through mechanic load approaches which occurred between the working object and tool through dry machining process used of aluminium alloy 6061. Cutting condition was v= 350 m/min; f= 0.15 mm/put; a= 1.5 mm in Initial-wear phase (tc= 1.736 min). Mechanic load was tested by using different solid testing materials. aluminum 6061 (53.3 HRB/95 HV) and AISI 1070(93.3 HRB/200 HV), the result of the test for aluminum 6061 was abrasive wear VB = 0.070 mm and in AISI 1070 was flank-wear VB= 0.250 mm. Used analysis was tested through micro analysis using scanning electron microscope (SEM) AND energy dispersive analysis X-Ray spectroscopy (EDAX), the result of the test was the distribution of diamond-film coating elements in aluminum 6061 testing material on the cutting conditions indicated that diamond-film coating material was still significant. Then for AISI 1070 testing material in the two cutting conditions indicated that diamond-film coating material was still significant. The conclusion of the study was that by using mechanic load, was no coating delamination in diamond-film coating of carbide tool. The phenomenon of the three approaches was the gradual disappearing of a part of the volume of diamond-film coating material which layered substrate material as the result of abrasive-coating wear. Keywords: Dry Machining, Diamond-Film Coating- CVD Carbide Tool dan Abrasive-Coating Wear. Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi lapisan diamond-film yang digunakan sebagai bahan pelapis pahat karbida khususnya bahan pelapis (diamond-film CVD), sehubungan dengan adanya laporan penelitian perihal kegagalan fungsi dari bahan pelapis pahat karbida yang digunakan pada proses pemesinan kering bahan non-ferro metal pada awal proses pemotongan berlangsung (initial wear). Kajian karakteristik lapisan diamond-film pahat dilakukan melalui pendekatan beban mekanik melalui proses pemesinan kering menggunakan bahan paduan aluminium 6061. Kondisi pemotongan yaitu v= 350 m/min; f= 0.15 mm/put; a= 1.5 mm pada fasa Initial-wear (tc= 1.736 min). Uji beban mekanik menggunakan bahan uji berkekerasan berbeda, Aluminium 6061 (53.3 HRB/95 HV) dan AISI 1070 (93.3 HRB/200 HV), hasil pengujian pada bahan uji Aluminium 6061 diperoleh keadaan Aus-abrasive VB= 0.070 mm, dan pada bahan uji AISI 1070 diperoleh keadaan Aus tepi VB= 0.250 mm, analisa menggunakan scanning electron microscope (SEM) dan energy dispersive analysis X-Ray spectroscopy (EDAX), hasil pengujian diperoleh sebaran unsur pelapis diamond-film pada bahan uji Aluminium 6061 terhadap kondisi pemotongan diperoleh keadaan unsur material pelapis diamond film masih signifikan. Kemudian pada bahan uji AISI 1070 terhadap kedua kondisi pemotongan diperoleh keadaan unsur material pelapis diamond-film signifikan. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa pendekatan beban mekanik tidak ditemukan peristiwa pengelupasan lapisan diamond-film pahat karbida, fenomena yang terjadi terhadap ketiga pendekatan yang dilakukan adalah peristiwa hilang bertahapnya sebagian volume material pelapis diamond-film yang melapisi material substrate akibat Aus pengikisan lapisan (abrasivecoating wear). Katakunci: Pemesinan Kering, Lapisan Diamond-film CVD Pahat Karbida dan Aus Pengikisan Lapisan. 32


1. Pendahuluan Pahat karbida saat ini masih menempati posisi paling dominan pada industri pengerjaan logam serta menjadi pilihan terbaik untuk proses pemotongan logam [1]. Pahat karbida telah terbukti menghasilkan kriteria hasil pemotongan terbaik terutama pada proses pemotongan bubut. Selain menunjukkan nilai prestasi yang baik, pahat karbida juga merupakan pahat yang mempunyai nilai ekonomi yang baik [2]. Seiring pesatnya perkembangan teknologi, maka untuk maksud meningkatkan performa serta resistensi aus pahat pemotong yang digunakan untuk proses pemesinan, pahat karbida dapat semakin ditingkatkan performanya ataupun kinerjanya melalui proses pelapisan (coating). Dewasa ini teknologi pelapisan pahat dengan berbagai bahan pelapis serta metode pelapisan telah dikembangkan [3-4]. Pada teknologi pelapisan pahat pemotong tersebut, fungsi utama dari material pelapis adalah sebagai pelumas padat yang berfungsi untuk mereduksi gesekan dan panas tergenerasi selama proses pemotongan [5]. Dari kinerja tersebut jelas merupakan kerja dari bahan pelapis yang terbukti tangguh mereduksi pertumbuhan aus tepi, aus kawah dan aus yang diakibatkan oleh reaksi kimiawi antara benda kerja dan pahat. Banyak jenis metode proses rekayasa pelapisan pahat (coating), namun metode pelapisan yang paling berkembang saat ini adalah metode CVD (chemical vapour deposition) dan metode PVD (physical vapour deposition). Untuk lebih mendapat informasi yang komprehensif tentang kinerja bahan pelapis pahat karbida yang banyak digunakan pada industri pemotongan logam khususnya untuk memproduksi produk-produk berbahan dasar aluminium, perlu dilakukan kajian terkait kinerja lapisan pahat karbida, hal tersebut sejalan dengan hasil penelitian [6], yang melaporkan bahwa performa bahan pelapis/lapisan pada pahat karbida berlapis tidak berfungsi sebagaimana yang diharapkan ketika digunakan pada operasi frais bahan non-ferro metal. Dalam laporannya menyimpulkan bahwa terjadi ragam aus yang baru dan dinamakan dengan pengelupasan pelapis (coating delamination). Hasil penelitian [6], mereka mendapati bahwa lapisan-lapisan dari bahan pelapis yang digunakan untuk melapisi dari material inti (substrate) pahat karbida terkelupas pada saat proses pemotongan logam non-ferro berlangsung, mereka melaporkan secara rinci bahwa lapisan tersebut terkelupas pada saat awal proses pemotongan atau pada saat awal terjadinya aus (initial wear). Pengelupasan lapisan (coating delamination) adalah mekanisme keausan pahat yang dapat disebabkan oleh beban mekanik (impact), beban thermal atau interaksi secara kimiawi antara bahan benda kerja dan pahat. Pada proses aus ini, lapisan

pahat yang menyelimuti bahan inti pahat (substrate) terkelupas akibat adanya tekanan/gaya potong atau thermal maupun reaksi kimia yang bekerja pada pahat yang melebihi kemampuannya (adhesive-force) pada saat pemotongan. Jika pengelupasan terjadi, artinya lapisan pahat sama sekali tidak memiliki fungsi, maka ekspektasi penggunaan bahan pelapis pada pahat yang dimaksudkan untuk meningkatkan performa pahat dan meningkatkan produktivitas serta laju pemesinan tidak terwujud. Objek permasalahan yang dikaji pada penelitian dengan topik pemesinan kering dibatasi hanya pada subjek penelitian yang dikonsentrasikan pada kajian karakteristik lapisan diamond-film pahat karbida saat digunakan untuk memotong benda kerja non ferro metal. Benda kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah paduan aluminium berkekerasan rendah berpengenal Al-6061 AlMg1SiCu yang biasa digunakan pada aplikasi konstruksi dan biasa terdapat pada perangkat-perangkat penerbangan, armada laut, piston, piston rem serta aplikasi lainnya, dari sifat fisiknya benda kerja yang digunakan dalam penelitian ini berkekerasan 53.3/95 HV. Kajian karakteristik lapisan diamond-film pahat dilakukan melalui pendekatan beban mekanik. Pembatasan masalah pada kajian karakteristik lapisan diamond film mengandung konsep pemahaman yaitu pengujian terhadap aspek beban mekanik dilakukan proses pemesinan dengan menggunakan dua jenis bahan uji yang memiliki tingkat kekerasan bahan berbeda yaitu: bahan uji non-ferro metal Aluminium 6061 AlMg1SiCu (53.3 HRB/95 HV) dan bahan uji ferro metal Baja AISI-1070 (93.3 HRB/200 HV). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik lapisan film diamond yang digunakan sebagai bahan pelapis pahat karbida dari aspek beban mekanik, khususya bahan pelapis (diamond film) dan bahan substrat (WC/Co) pahat karbida pada umumnya. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat bagi dunia akademik dan industri pemotongan logam pada umumnya serta bagi peneliti pada khususnya, adapun manfaat tersebut adalah guna memberi kontribusi pada penyediaan data dan informasi perencanaan proses bubut kering bahan non ferro metal, khususnya informasi karakteristik lapisan diamond-film yang digunakan sebagai bahan pelapis pahat. 2. Studi Literatur Pemesinan Kering Pada umumnya proses pemesinan untuk memfabrikasi komponen-komponen mesin dilakukan dengan metode proses pemesinan basah (wet machining process) yang menggunakan cairan pendingin (coolant). Pada metode ini cairan pemotongan dialirkan ke kawasan pemotongan 33


selama proses pemesinan dengan tujuan menurunkan suhu pemotongan dan melumasi bagian-bagian pemesinan sehingga diharapkan permukaan hasil proses pemesinan memiliki integritas permukaan (surface integrity) yang baik. Fenomena kegagalan pahat serta penggunaan cairan pemotongan pada pengerjaan pemotongan logam adalah masalah yang telah banyak mendapat perhatian untuk dikaji, karena dalam kaitannya sangat berpengaruh terhadap kekasaran permukaan, geometri, mekanisme aus serta umur pahat hasil pemesinan [8]. Alternatif dari pemesinan basah adalah pemesinan kering, pemesinan kering (dry cutting) adalah proses pemotongan logam yang dilakukan tanpa cairan pemotongan atau cairan pelumasan yang digunakan sebagai media pendingin ataupun media pelumas. Pemesinan kering diakui mampu mengatasi masalah pada dampak yang telah di uraikan diatas, karena selain tidak ada cairan pemotongan bekas yang akan mencemari lingkungan juga tidak ada kabut partikel cairan pemotongan yang akan membahayakan operator. Karakteristik Terminologi Proses Bubut Membubut merupakan salah satu operasi pemesinan yang paling umum dan banyak ditemui pada industri pemotongan logam. Pada proses ini benda kerja yang dicekam pada chuck berotasi pada sumbunya, sedang pahat sebagai alat potong bergerak translasi menyayat benda kerja sepanjang sumbu benda kerja atau terhadap diameternya. skematis dari sebuah proses bubut dimana putaran poros utama (n), pemakanan (f) dan kedalaman potong (a).

Sumber : Kalpakjian, (2003). Gambar 2. Proses Bubut

Geometri benda kerja: do = diameter awal (mm) dm = diameter akhir (mm) lt = panjang pemesinan (mm) Geometri pahat: kr = sudut potong utama (o) o = sudut geram (o) Kondisi pemesinan a = kedalaman potong a= (mm) ………….........................… (2.1) f = pemakanan (mm/putaran) N = putaran poros utama (rpm) Dengan diketahuinya besaran-besaran diatas, sehingga kondisi pemotongan dapat diperoleh sebagai berikut: Laju pemotongan ……….…….…...........................… (2.2) Dimana d = diameter rata-rata

Sumber : Kalpakjian and Schmid, (2006)

d= (mm) ………….........................….... (2.3) Laju pemakanan vf = f . N (mm/min) ………............................... (2.4) Waktu pemotongan

Gambar 1. Skematis Proses Bubut

tc = Elemen dasar pada proses bubut diketahui berdasarkan Gambar 2. berikut ini : 1. Kecepatan potong (cutting speed): v (m/min) 2. Kecepatan makan (feeding speed): vf (mm/min) 3. Kedalaman potong (depth of cut): a (mm) 4. Waktu pemotongan (cutting time): tc (min) 5. Laju pembuangan geram (material removal rate): Z (cm3/min).

(min) ………………..................…....... (2.5)

Bahan Pahat Prinsip dasar pemesinan adalah kemampuan ketangguhan (toughness) pahat terhadap benda kerja. Banyak perkembangan pada bahan pahat guna untuk semakin meningkatkan kemampumesinan, dimana geometri dan bahan pahat merupakan hal yang perlu di pertimbangkan. Syarat bahan pahat yang harus 34


dipenuhi mencakup: kekerasan, ketangguhan, rendah sifat adhesi, rendah penyerapan dan tahan aus. Pelapisan Pahat Salah satu fungsi utama dari lapisan (coated) adalah untuk meningkatkan kinerja dari pahat tersebut [8]. Gambar 3 menunjukkan tingkat pelapisan pahat karbida yaitu single layer, two layer dan multilayer [12]. Banyak jenis metode proses rekayasa pelapisan (coating) permukaan bahan yang bertujuan untuk menambah kekerasan, tahan korosi dan tahan terhadap keausan [27], diantaranya metoda evavorasi, chemical vapour deposition (CVD), physical vapour deposition (PVD), karburasi, nitridasi, implantasi ion, industri listrik dan sputtering.

a. Aus Tepi (flank wear) b. Aus Kawah (crater wear) 2. Deformasi Plastik (plastic deformation) 3. Patah Rapuh (brittle fracture) Patah rapuh pahat diklasifikasikan atas: a. Penyerpihan (chipping): b. Aus takikan (notch wear): c. Retak (cracking): d. Aus ujung pahat (nose wear): Kriteria kegagalan adalah apabila terjadi Aus tepi (VB) dan berulang pada kecepatan potong yang berbeda terhadap fungsi waktu, Batas keausan tepi pahat adalah 0.3 mm pada waktu pemotongan tidak kurang dari 5 menit [18], pada Gambar 2.10 menjelaskan besar pertumbuhan Aus tepi (VB) berulang terhadap fungsi waktu.

1 .0 0 .9

K eausan A w al

L e b a r A u s is i V B (m m )

0 .8 0 .7

VB

K e a u s a n M e ra ta

0 .6 0 .5

V1

0 .4

K eausan C epat

V2

V3

V4

0 .3 0 .2 0 .1

Sumber : E. Uhlmann (1)*, J. Koenig, (2009) Gambar 3. Tipe Pelapisan Film Diamond CVD

Karakteristik Kegagalan Pahat Efek kegagalan pahat ditinjau dari performa secara teknik yaitu berkaitan dengan konsekuensi menurunnya akurasi dimensi, meningkatnya kekasaran permukaan, meningkatnya suhu pemotongan, besarnya gaya potong, getaran yang meningkat, menurunnya effisiensi produksi dan meningkatnya ongkos produksi. Karakteristik kegagalan pahat dan mekanismenya dapat menyebabkan umur pahat berakhir lebih cepat (premature end), pada Gambar 4. berikut dapat dilihat ragam bentuk kegagalan pahat.

0

1

2

3

4

5

6

7

W a k tu P e m o to n g a n (M e n it)

Sumber: Boothroyd & Kinght 1989 Gambar 5. Kurva kedalaman aus sis berulang terhadap fungsi waktu

4. Pengelupasan Lapisan (coating delamination) Pengelupasan lapisan (coating delamination) merupakan kejadian hilangnya bagian pahat dalam bentuk lapisan dari permukaan pahat. Secara substantif dinyatakan bahwa adalah peristiwa kepindahan lokal atau pealing material untuk membuka substrate pahat, bentuk pengelupasan pelapis pada Gambar 6.

Sumber : Nouari dan Ginting, (2006) Gambar 6. Pengelupasan Lapisan

Sumber: ISO 3685 (1993); J. Hu, et.al, (2008) Gambar 4. Ragam bentuk kegagalan pahat

1. Aus (wear) Aus (wear) di karakteristikan:

3. Metode Bahan Penelitian ini menggunakan bahan uji Aluminium 6061 AlMg1SiCu, berbentuk billet, dengan panjang 220 mm dan diameter 132 mm. 35


Material ini dipilih karena material ini sangat aplikatif dan biasa terdapat pada: perangkatperangkat penerbangan, armada laut, piston, piston rem serta aplikasi lainnya [21]. Benda kerja terdapat pada Gambar 7, komposisi kimia dan kekerasan material ini dapat dilihat sebagaimana tertera padat Tabel 1 dan Tabel 2 berikut ini.

Co (%)

Cu (%)

Nb (%)

Ti (%)

0.00 1

0.00 9

0.00 5

0.00 5

v (%) 0.00 5

w (%) 0.015

Sumber: Lab. Pengujian bahan, Unimed. (2014) Tabel 4. Kekerasan Baja AISI 1070 Test Test Material I II Baja AISI 1070

93.5

Test III

93.0

HRB/ HV 93.3/2 00 HV

93.5

Tabel 1. Komposisi kimia bahan Al-6061 AlMg1SiCu Al (%)

Si (%)

Fe (%)

Cu %)

Mn (% )

Mg (% )

Zn (% )

Cr (%)

Ni %)

Ti (% )

Ca (%)

98.1

0.57 7

0.0 01

0.1 63

0.0 34

0.9 29

0.0 50

0.089

0.0 02

0.0 11

0.004

Co (% )

Hg (%)

In %)

Sb (% )

La (%)

0.0 02

0.002

0.0 03

0.0 10

0.001

Pb (%)

Sn (%)

V (%)

Bi %)

Zr )

Ga (% )

0.00 1

0.00 2

0.0 09

0.0 03

0.0 01

0.0 07

Sumber: Lab. Pengujian Bahan, Unimed. (2014)

Pahat potong Pahat pemotong yang digunakan pada penelitian ini yaitu jenis karbida berlapis diamond film (single layer). Menurut berpengenal standard ISO klasifikasi N10 maka pahat ini digunakan untuk bahan non ferro metal. Bentuk dan ukuran sesuai standar ISO yaitu DCGX 11 T3 04-AL 1810. spesifikasi taknis dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 9, berikut ini.

Tabel 2. Kekerasan bahan Al-6061 AlMg1SiCu

Material

Test I

Test II

Test III

Aluminium 6061 AlMg1SiCu

53.0

53.5

53.0

Tabel 5. Sifat pahat karbida ISO-N10 DCGX 11 T3 04-AL 1810 94 % WC Komposisi 6 % Co

HRB/ HV 53.3/9 5 HV

Sumber: Pengujian bahan, Poltas dan Polbeng. (2014).

Coating Thickness (µm)

Grai n Size (µm)

Hardn ess (HV)

Coating Spesificati on

Radiu s Nose (mm)

6.0

1.42.5

1710

Diamond -film CVD

0.4

Max Dept of Cut (mm)

Max Cutting Speed (V=m/mi n)

1.5

2000

Max Feed ing (mm )

0.2

Sumber: Sandvik Coromant, (2012).

Gambar 7. Bahan benda uji Al-6061

Baja AISI-1070 berbentuk billet, ukuran efektif panjang 210 mm dan diameter 41 mm, biasa digunakan untuk konstruksi jembatan, pegas dll. Bahan benda kerja terdapat pada Gambar 8. Komposisi kimia dan kekerasan dari meterial ini dipaparkan pada Tabel 3. dan Tabel 4. berikut ini

Gambar 9. Pahat dan Geoetri ISO-N10 DCGX 11 T3 04-AL 1810

Pemegang pahat (tool-holder) Pemegang pahat yang digunakan adalah jenis SDJC R-S 2020K 11 (93o) yang dikhususkan untuk proses bubut dan dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 10. Pemegang pahat dan Geometri jenis SDJC R-S 2020K 11

Gambar 8. Bahan benda Uji AISI-1070 Tabel 3. Komposisi kimia AISI-1070 Fe (%)

C (%)

Si (%)

Mn (%)

97.8

0.79 6

0.25 8

0.79 0

p (%)

0.02 5

s (%)

Cr (% )

M o ( % )

Ni (%)

Ni (%)

Al (%)

0.011

0.1 51

0.0 89

0.00 8

0.03 9

0.05 5

Alat Portable dan Rockwell hardness tester Untuk mengetahui nilai kekerasan bahan uji, benda uji diperiksa terlebih dahulu menggunakan Portable hardness tester yang kemudian pengujian dibandingkan dengan hasil pengukuran kekerasan menggunakan Rockwell hardness tester untuk 36


mendapatkan validasi data, spesifikasi data teknis dan pemeriksaan kekerasan benda uji dapat dilihat pada Gambar 11 dan Gambar 12 serta Tabel 6 berikut ini.

Gambar 11. Portable hardness test TH160 dan Rockwell hardness test TH500

Gambar 12. Pemeriksaan kekerasan benda uji

Foundry Master Untuk mengetahui prosesntase besaran kandungan unsur pada bahan uji, dilakukan pengujian komposisi menggunakan mesin Foundry Master, seperti yang terlihat pada Gambar 13 berikut ini

digunakan USB Digital Microscope Cameras, lensa dual Axis 27x/WO=8mm dan 100x/WO= 2mm micro-scope le lense. USB digital microscope dapat dilihat pada, Gambar 15 berikut ini.

Gambar 15. USB digital microscope

Scanning Electron Microscope (SEM)-Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) Scanning electron microscope (SEM), electron microscope mempunyai perbesaran sampai 20 ribu kali, elektron digunakan sebagai pengganti cahaya. SEM digunakan untuk studi detail arsitektur permukaan sel (struktur renik lainnya), obyek diamati secara tiga dimensi. Topografi pahat maupun mikrostrukturnya dan untuk menganalisa permukaan dan tekstur (kekerasan, reflektivitas) termasuk morfologi dan komposisi digunakan energy dispersive spectroscopy (EDS). Peralatan scanning electron microscope (SEM)- energy dispersive spectroscopy (EDS) serta spesifikasi dari peralatan scanning electron microscope (SEM) dapat dilihat pada Gambar 16. berikut ini.

Gambar 13. Pemeriksaan komposisi benda uji

Mesin Bubut Pemesinan dilakukan menggunakan mesin bubut CD 6260-C, spesifikasi data teknis sebagaimana dilihat pada Gambar 14 berikut.

Gambar 14. Mesin bubut CD 6260-C

USB Digital Microscope Untuk mengambil data gambar keausan awal pahat yang terjadi setelah proses pemesinan

Gambar 16. Scanning electron microscopy (SEM-EDS) TM-3000

Rancangan Kegiatan Penelitian Setup Pemesinan 1. Menyiapkan peralatan pengambilan data diantaranya: a. Mesin bubut konvensional CD 6260-C serta menyiapkan pahat insert karbida un-coated dan berlapis diamond-film. b. Pemegang pahat/tool holder. c. Bahan uji Al 6061 dan AISI-1070. d. USB digital mikroskop. 2. Memeriksa kondisi mesin yang harus benar-benar kaku dan tidak speeling. 37


3. Menyesuaikan diameter benda uji pada putaran mesin (rpm) yang ada pada mesin bubut CD 6260-C. 4. Memulai langkah pemesinan dengan menentukan putaran mesin (rpm), pemakanan (f) dan kedalaman potong (a). 5. Menjalankan proses pemesinan sesuai dengan kondisi pemotongan. 6. Mengambil data awal mode aus dengan USB digital microscope dengan cara sbb: a. Setelah pemesinan dilakukan dengan panjang pemesinan (lt) sesuai dengan benda kerja maka pahat diletakkan diatas plestisin. b. Mengatur focus sampai gambar keausan pahat terlihat jelas. c. Capture gambar buka di file desktop. Mekanisme Pengujian Beban Mekanik Pengujian pada aspek beban mekanik melakukan operasi bubut kering pada fasa Initial-wear menggunakan dua jenis bahan uji yang memiliki kekerasan bahan yang berbeda sesuai hasil pengujian komposisi dan nilai kekerasan bahan uji yaitu: Aluminium 6061 AlMg1SiCu adalah 53.3 HRB dan Baja AISI-1070 adalah 93.3 HRB. Metode Analisa Beban Mekanik Analisa pengujian terhadap kondisi pahat untuk mengetahui mekanisme dan mengukur kegagalan setelah mengalami perlakuan, terlebih dahulu dilakukan menggunakan USB digital microscope, yang selanjutnya foto topografi permukaan dan diukur dengan menggunakan SEM-EDS. Diagram Alir Penelitian Tahapan-tahapan proses penelitian ini digambarkan kedalam diagram alir penelitian diperlihatkan pada Gambar 17.

Gambar 17. Diagram Alir Penelitian

4. Hasil dan Pembahasan Pahat Karbida Un-coated Pahat Karbida Un-coated Pemesinan Bahan Uji Aluminium 6061 Tabel 6. Hasil uji pahat karbida un-coated pemesinan bahan uji Al6061 V (m/mi n) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350

F (mm/r ad) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

a (mm) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

d (m m) 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132

n (rpm) 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845

lt (mm) 55 110 165 220 275 330 385 440 495 550 605 660

tc (min) 0.434 0.868 1.302 1.736 2.170 2.604 3.037 3.471 3.905 4.339 4.773 5.207

VB (mm ) 0.000 0.020 0.030 0.050 0.060 0.070 0.073 0.079 0.086 0.088 0.091 0.100

Gambar 18. Penampang pahat karbida un-coated original

Pahat karbida un-coated original dengan komposisi material inti (substrate) yaitu: WC= 94 % dan Co= 6 %. Pahat karbida un-coated didesain khusus untuk pemesinan bubut dengan data rekomendasi pemotongan yaitu mampu melakukan pemotongan kecepatan (V) hingga 2000 m/min dengan kedalaman potong (a) hingga 1.5 mm dan pemakanan (f) hingga 0.20 mm/rad.

Mulai

Studi literatur

Persiapan alat & bahan

Setup pemesinan

Proses pemesinan

Uji aus pahat

Gambar 19. Aus tepi pahat karbida un-coated, bahan uji Al-6061, Kondisi: V= 350 m/min|tc= 5.207 min|VB= 0.100 mm.

Uji pengaruh beban mekanik

Hasil

Kesimpulan

Selesai

38


Gambar 20. Kurva 3 fasa pertumbuhan Aus tepi, bahan Al-6061 Kondisi: V= 350 m/min; f= 0.15 mm/rad; a= 1.5 mm

Gambar 19 dan Gambar 20 pada pemesinan bahan uji Al-6061, menjelaskan keausan pahat dan kurva 3 fasa laju pertumbuhan Aus tepi, Terhadap hasil pengukuran Aus tepi pahat ditetapkan masih dalam batas toleransi Aus pahat yaitu:VB>0.3 mm (dibawah VBmax) dalam waktu pemotongan tidak kurang 5 min, [18]. Pahat Karbida Un-coated Pemesinan Bahan Uji Baja AISI 1070 Tabel 7. Hasil uji pahat karbida un-coated pemesinan bahan uji AISI-1070 V (m/min) 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70

f (mm/r ad)

a (mm )

d (mm)

n (rpm )

lt (mm )

0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41

545 545 545 545 545 545 545 545 545 545 545 545 545 545

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420

tc (min) 0.367 0.734 1.101 1.468 1.835 2.202 2.569 2.936 3.303 3.67 4.037 4.404 4.771 5.138

VB (mm) 0.000 0.000 0.020 0.021 0.026 0.043 0.091 0.100 0.133 0.151 0.160 0.170 0.198 0.230

Gambar 22. Kurva 3 fasa pertumbuhan Aus tepi, bahan uji AISI1070 Kondisi: V= 70 m/min; f= 0.15 mm/rad; a= 1.5 mm

Analisa pertumbuhan telah terjadi Aus mekanik pada pahat berupa Aus tepi akibat tidak konsistennya tekana potong yang terjadi, yaitu besarnya kedalaman potong (a) dan besarnya pemakanan (f) pada proses pemesinan menggunakan bahan uji Baja AISI-1070 yang memiliki kekerasan 93.3 HRB. Disimpulkan Aus tepi yang terjadi berada pada batas yang diizinkan yaitu: VB > 0.3 mm (dibawah batas VBmax), dalam waktu tidak kurang dari tc= 5.00 min, [18]. Pahat Karbida Berlapis Diamond-Film Uji Pengaruh Beban Mekanik Tabel 8. Hasil uji pahat karbida berlapis diamond-film pemesinan bahan Al-6061 V (m/min) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350

f (mm/r ad) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

a (m m) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

d (mm) 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132 132

n (rpm ) 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845

lt (m m) 55 110 165 220 275 330 385 440 495 550 605 660

tc (min)

VB (mm)

0.434 0.868 1.302 1.736 2.170 2.604 3.037 3.471 3.905 4.339 4.773 5.207

0.000 0.035 0.051 0.096 0.164 0.194 0.229 0.254 0.269 0.284 0.313 0.420

Gambar 23. Kurva pertumbuhan Aus tepi pahat,bahan uji Al-6061 Kondisi: V= 350 m/min; f= 0.15 mm/rad; a= 1.5 mm; tc= 5.207 min dan VB= 0.420 mm. Gambar 21. Kegagalan pahat karbida un-coated pemesinan bahan uji AISI-1070 Kondisi: V= 70 m/min|tc= 5.138 min|VB= 0.230 mm.

Tabel 9. Hasil uji pahat berlapis diamond film, bahan uji Al-6061 fasa Initial-wear V (m/min)

f (mm/r ad)

a (mm)

d (mm)

n (rpm )

lt (mm)

tc (min)

VB (mm)

350

0.15

1.5

132

845

220

1.736

0.070

39


pada fasa Initial-wear bahan uji Al-6061 dijelaskan pada Tabel 10. Tabel 10. Hasil uji pahat karbida berlapis diamond film pemesinan bahan AISI-1070 V (m/min)

Gambar 24. Penampang pahat karbida berlapis diamond film original.

70 70 70 70 70 70 70

f (mm/r ad) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

a (mm) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

d (m m) 41 41 41 41 41 41 41

n (rpm )

lt (mm )

tc (min)

VB (mm)

545 545 545 545 545 545 545

30 60 90 120 150 180 210

0.367 0.734 1.101 1.468 1.835 2.202 2.569

0.141 0.250 0.261 0.294 0.311 0.326 0.390

Aus Arasive

VB 0.07

Flank Face

Gambar 25. Aus abrasive (initial-wear) pahat karbida berlapis diamond film bahan uji Al-6061. Kondisi: V= 350 m/min|tc= 1.736 min; 104.160 dtk|VB= 0.070 mm; VB°= 0.000672 mm/dtk.

Gambar 26. Kurva pertumbuhan Aus tepi pahat pemesinan bahan uji AISI-1070 Kondisi: V= 70 m/min; f= 0.15 mm/rad; a= 1.5 mm; tc= 2.569 min dan VB= 0.390 mm.

Gambar 24 adalah pahat karbida berlapis diamond film original dengan komposisi material inti (substrate) WC= 94% dan Co= 6% dan material pelapis tungggal diamond-film single layer (6 µm). Pahat ini di desain khusus untuk pemesinan bubut dengan data rekomendasi pemotongan yaitu mampu melakukan pemotongan kecepatan (V) hingga 2000 m/min dengan kedalaman potong (a) hingga 1.5 mm dan pemakanan (f) hingga 0.20 mm/rad. Sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 25, besar pertumbuhan Aus pada tepi yaitu: VB= 0.070 mm dengan percepatan aus rata-rata VB°= 0.000672 mm/dtk yang terjadi terhadap pahat pada fasa Initialwear tc= 1.736 min. Secara rinci bentuk kegagalan yang terjadi pada mata potong pahat ditetapkan sebagai Aus pengikisan (abrasive-wear), dimana besaran Aus pengikisan diukur dari puncak muka sadak mata pahat (rake face) terhadap batas bawah terjadinya Aus (wear). Terhadap besar Aus abrasive yang terjadi masih dalam batas dibawah VBmax (VB> 0.3 mm). Maka hasil penelitian terhadap pengaruh beban mekanik dapat diartikan bahwasanya pada penggunaan bahan uji Aluminium 6061 (non-ferro metal) mengindikasikan bahwa keadaan yaitu tidak dijumpai kegagalan pahat dalam wujud pengelupas lapisan/pelapis pahat terhadap material substrate. Percepatan pertumbuhan Aus pahat rata-rata (VB°)

Tabel 11. Hasil uji pahat berlapis diamond film, bahan uji AISI1070 fasa Initial-wear V (m/min) 70

f (mm/r ad)

a (mm )

d (mm)

n (rp m)

lt (mm)

tc (min)

0.15

1.5

41

545

60

0.734

VB (mm) 0.250

Aus Tepi

VB 0.250

Flank Face

Gambar 27. Aus tepi (initial-wear) pahat karbida berlapis diamond film pemesinan bahan uji AISI-1070. Kondisi: V= 70 m/min|tc= 0.734 min; 44.040 dtk|VB= 0.250 mm; VB°= 0.005677 mm/dtk.

Hasil penelitian yang ditunjukkan pada Tabel 11, terhadap analisa didapati pertumbuhan Aus tepi sebesar VB= 0.250 mm dengan percepatan Aus ratarata VB°= 0.005677 mm/dtk yang terjadi pada fasa Initial-wear dengan waktu pemotongan tc= 0.734 min. Efek dominan terhadap cepatnya pertumbuhan Aus tepi yang terjadi disinyair terutama terhadap kekerasan bahan uji, besarnya kedalaman potong (a) dan besarnya pemakanan (f) yang diaplikasikan. 40


Sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 27. Aus tepi mencolok yang terjadi disebabkan hilangnya sebagian dari volume material terluar ujung mata pahat, sehingga dikhawatirkan menyebabkan penurunan intim kontak pahat terhadap bahan uji untuk aplikasi waktu pemotongan yang lebih lama lagi. Percepatan pertumbuhan Aus pahat rata-rata (VB°) pada initial-wear bahan uji Baja AISI-1070 dijelaskan pada Tabel 12.

Spc. 1 Spc.2

Uji Pengaruh Reaksi Kimiawi Analisa lapisan diamond-film pahat pada bahan uji Al-6061 AlMg1SiCu Wear Land

Tabel 12. Distribusi besaran unsur lapisan diamond-film pada V= 350 m/min Weight %

Atomic %

Carbon

99.113

99.854

Cobalt

0.626

0.129

Tungsten

0.260

0.017

99.947 0.260

99.997 0.003

Element

Flank Wear

Keterangan

Spectrum-1

Wear Land

Unsur lapisan/pelapis (diamond film) signifikan

Spectrum-2 Carbon Tungsten

Unsur lapisan/pelapis (diamond film) signifikan

Pada Gambar 28 dan Tabel 12, pada spectrum-1 (flank wear), hasil dari analisa energy dispersive spectroscopy (EDS) didapati besar sebaran unsur pelapis diamond-film (carbon) terdeteksi signifikan mencapai 99.854% atomic, sementara unsur lainnya yaitu Cobalt (Co) dan Tungsten (W) besaran unsur yang terdeteksi kurang dari 0.02% atomic, sehingga dapat diartikan bahwasanya pada daerah kritis terjadinya kegagalan pahat (abrasive-wear) diketahui adalah unsur pelapis diamond-film yang masih berwujud keadaanya dan masih konsisten melapisi material substrate pahat atau dapat diartikan pada daerah analisa spectrum-1 (flank wear) tidak terlihat adanya indikasi telah terjadi pengelupasan lapisan pahat terhadap material substrate diamond-film pahat. Pada hasil analisa reaksi kimiawi membuktikan bahwa sifat dari bahan pelapis diamond-film (carbon) yaitu sifat kekerasan tinggi meyebabkan tidak signifikan terpengaruh akibat beban mekanik saat memotong material non-ferro metal (Aluminium 6061 AlMg1SiCu) yang memiliki sifat kekerasan rendah.

(a)

Flank Face

(b)

Gambar 28. Daerah analisa: [a] Spec -1; [b] Spec -2, Penyelidikan unsur lapisan pahat bahan uji Al-6061. Kondisi V= 350 m/min|f= 0.15 mm/rad|a= 1.5 mm|tc= 1.736 min; 104.160 dtk|VB= 0.070 mm.

Sementara itu, pada Gambar 30 dan Tabel 13 Spectrum-2 (flank face), dapat diuraikan hasil dari analisa energy dispersive spectroscopy (EDS) menunjukkan besar sebaran unsur pelapis diamondfilm (carbon) terdeteksi signifikan dan utuh hingga mencapai prosentase 99.997% atomic, sementara unsur lainnya yaitu Tungsten (W) besaran unsur yang terdeteksi sangat tidak signifikan karena jumlah besaran unsurnya tidak lebih dari 0.003% atomic, sehingga dapat diartikan bahwa daerah analisa pada spectrum-2 (flank face) adalah material unsur pelapis diamond-film sepenuhnya dan tidak terpengaruh oleh unsur-unsur lainnya yang merusak struktur lapisan dimond-film pahat. Tabel 13. Distribusi besaran unsur lapisan diamond-film pada V= 70 m/min Element

Weight %

Atomic %

Keterangan

34.623 6.878 44.181 8.130 6.189

67.573 8.486 19.918 3.234 0.789

Unsur lapisan/pelapis (diamond-film) signifikan

79.547 16.175 4.277

95.698 3.966 0.336

Unsur lapisan/pelapis (diamond-film) signifikan

Spectrum-1 Carbon Fluorine Chromium Cobalt Tungsten Spectrum-2 Carbon Cobalt Tungsten

41


Spc. 1 Spc.2

Wear Land

Falnk Wear

Falnk Face

(a)

(b)

Gambar 30. Daerah analisa pahat: [a] Spectrum-1; [b] Spectrum-2, Penyelidikan unsur lapisan pahat bahan uji AISI1070. Kondisi V= 70 m/min|f= 0.15 mm/rad|a= 1.5mm|tc= 0.734 min; 44.040 dtk |VB= 0.250 mm.

Apabila diamati hasil dari analisa energy dispersive spectroscopy (EDS) terhadap distribusi sebaran unsur-unsur pada pada Gambar 30 dan Tabel 13. spctrum-1, menjustifikasi bahwa unsur Carbon (C) sebagai unsur tunggal material pelapis diamondfilm sudah tidak konsisten lagi berada pada prosentase 100% atomic, dikarenakan nilai unsur pelapis diamond-film (carbon) yang terdeteksi pada daerah spectrum-1 hanya pada besaran 67.573% atomic, dan sudah tergantikan oleh sebaran unsurunsur lain diantaranya yaitu: Flourine (F), Choromium (Cr), Kobalt (Co) dan Tungsten (W). Unsur material lain tersebut merupakan unsur-unsur dari material substrate (WC/Co) dan sebagian lainnya terdeteksi marupakan unsur-unsur material bahan uji yang terdifusi pada lapisan diamond-film. Diantara unsur lain selain dari unsur lapisan dimond-film (carbon), terdeteksi signifikan yaitu unsur Choromium (Cr) yang merupakan unsur yang terdapat pada bahan AISI-1070 dan prosentase besaran sebaran unsur mencapai 19.918% atomic. Pada pengamatan menggunakan analisa scanning electron microscope (SEM), yang kemudian diperkaya dengan analisa energy dispersive spectroscopy (EDS), maka dari fonomena distribusi sebaran unsur yang terjadi pada daerah analisa

spectrum-1, dipastikan telah terjadin Aus pengikisan lapisan (abrasive-coating wear) pada lapisan diamond-film yang melapisi material substrate pahat, dikarenakan keberadaan unsur lapisan diamond-film pahat sudah tidak berwujud sempurna lagi. Terjadinya Aus pengikisan lapisan (abrasive coatingwear) pada lapisan diamond-film pahat disinyalir terjadi pengaruh yang akibat dari peristiwa Aus mekanis yang terjadi pada fasa Initial-wear yaitu: tc= 0.734 min; 44.040 dtk, saat pembubutan kering berlangsung. Hal ini menandakan sifat utama dari unsur pelapis diamond-film (carbon) yaitu keras namun rapuh (britell) yang menyebabkan terjadinya Aus pengikisan lapisan (abrasive coating wear) pada lapisan pahat pada daerah kontak. Sementara itu, pada Gambar 30 dan Tabel 13, hasil dari analisa energy dispersive spectroscopy (EDS) pada spectrum-2, menjelaskan besar sebaran unsur pelapis diamond-film (carbon) terdeteksi signifikan hingga mencapai 95.698% atomic, sementara unsur lainnya yang terdeteksi tidak signifikan adalah unsur Cobalt (Co) dan Tungsten (WC) dengan besaran prosentase unsur yang terdeteksi kurang dari 5%. Maka dapat diartikan bahwasanya pada daerah kritis/zona terjadinya kegagalan pahat yang dianalisa pada daerah spectrum-2 diketahui adalah material unsur pelapis diamond-film (carbon) yang keadaanya masih berwujud signifikan. Pada hasil penyelidikan terhadap peningkatan kecepatan potong yang diaplikasikan dalam penelitian, disimpulkan tidak terjadi pengelupasan lapisan seperti hasil penelitian yang telah dilaporkan oleh [7], yaitu peningkatan kecepatan potong mempunyai pengaruh signifikan terhadap kegagalan lapisan pahat karbida berlapis. Karakterisasi Lapisan Diamond-Film Pahat Karbida Terhadap keseluruhan data penelitian melalui pendekatan beban Mekanik, beban Thermal dan interaksi secara Kimiawi yang terjadi antara bahan benda kerja dan pahat yang dihasilkan, dapat mengindikasikan karakteristik lapisan diamond-film CVD pahat karbida setelah mengalami perlakuan, maka dianalisa keseluruhan aspek pendekatan yang dilakukan untuk menjawab dari tujuan khusus yang diinginkan. Pada analisa aspek pengaruh beban Mekanik, pada pemesinan bahan uji Aluminium Paduan 6061 AlMg1SiCu (non-ferro metal) dengan kekerasan bahan uji sebesar 53.3 HRB/95 HV. Rekomendasi hasil penelitian pada kondisi pemotongan yang dilaksanakan mengindikasikan performa 42


lapisan/pelapis diamond-film masih dalam keadaan yang sangat baik. Hal yang tidak sejalan dialami oleh lapisan/pelapis pahat untuk pemotongan bahan uji Baja paduan AISI-1070 (ferro metal) dengan kekerasan bahan sebesar 93.3 HRB/200 HV. Dimana indikasi yang ditemukan terhadap kondisi lapisan/pelapis diamond-film CVD yaitu telah berkurangnya secara signifikan volume unsur material pelapis diamond-film disebabkan telah terjadinya Aus pengikisan lapisan (abrasive-coating wear) akibat dari peristiwa Aus mekanis saat dilakukan proses bubut kering pada bahan uji yang tingkat kekerasan bahan yang lebih tinggi. Analisa terhadap aspek pengaruh beban Thermal, indikasi terhadap data hasil penelitian pada operasi bubut kering bahan uji Aluminium Paduan 6061 AlMg1SiCu. Melalui peningkatan kecepatan potong sebesar 22%, dengan demikian temperatur pemotongan juga akan turut serta semakin tinggi terjadi pada daerah kontak antara pahat terhadap bahan uji. Pada analisa hasil peningkatan beban thermal, indikasi terjadinya pengelupasan pelapis/lapisan diamond-fim tidak ditemukan sama sekali, dengan demikian dapat direkomendasikan untuk pemesinan bahan Aluminium paduan 6061 AlMg1SiCu terhadap kondisi pemotongan yang dilaksanakan. Kemudian pada perubahan kecepatan potong sebesar 22% terhadap bahan uji Baja paduan AISI 1070, peristiwa kegagalan lapisan diamond-film CVD juga tidak ditemukan. Perihal yang telah ditemukan yaitu telah terjadi Aus pengikisan lapisan (abrasive coating-wear) pada lapisan/pelapis pahat. Peristiwa terjadinya Aus pengikisan lapisan (abrasive coating wear) pada kecepatan potong yang rendah (temperatur rendah) dikerenakan unsur material ferro (Fe) belum bereaksi terhadap unsur substrate pahat (WC/Co) sehingga tidak menyebabkan reaksi kimia yang menghasilkan karbon, karena ferro (Fe) tidak akan bereaksi dengan lapisan diamond-film (carbon) pahat. Sementara itu, peristiwa Aus pengikisan lapisan (abrasive coatingwear) pada peningkatan kecepatan potong (temperatur tinggi), adalah pengaruh unsur material ferro (Fe) yang bereaksi terhadap unsur substrate pahat (WC/Co) sehingga menyebabkan reaksi kimia yang menghasilkan karbon hasil pembakaran (thermal), karena ferro (Fe) akan bereaksi dengan unsur Tungsten (WC) dan unsur Cobalt (Co) material substrate pada temperatur tinggi. Dengan demikian pada pengaruh terhadap perubahan temperatur pemotongan, tidak signifikan terhadap

kecenderungan perubahan karakteristik lapisan/pelapis pahat yaitu berupa kegagalan lapisan/pelapis diamond-film CVD. Dengan demikian terhadap hasil penelitian yang ditemukan, tidak sejalan seperti yang dilaporkan oleh [27], bahwa peningkatan kecepatan potong untuk pengerjaan bahan uji Aluminium paduan dan Baja paduan maka akan berpengaruh terhadap peningkatan temperatur pemotongan, dan memiliki pengaruh yang sangat reaktif terhadap kegagalan lapisan/pelapis pahat karbida berlapis. Analisa terhadap aspek pengaruh interaksi secara Kimiawi yang terjadi antara bahan benda kerja dan bahan pahat melalui data dan informasi yang dihasilkan. Untuk bahan uji Aluminium paduan 6061 AlMg1SiCu melalui micro analysis (EDS), diperoleh indikasi kondisi unsur pelapis diamond-film masih berwujud atau dengan kata lain kondisi unsur material pelapis yang melapisi material substrate pahat tidak mengalami pengelupasan lapisan (coating delamination) sebagaimana laporan hasil penelitian yang diungkapkan oleh peneliti [6], yang dalam laporannya menyimpulkan bahwa terjadi pengelupasan lapisan (coating delamination) yaitu lapisan-lapisan dari bahan pelapis yang digunakan untuk melapisi dari material inti (substrate) pahat karbida terkelupas pada saat proses pemotongan logam non-ferro berlangsung, dan lapisan tersebut terkelupas pada saat awal proses pemotongan atau pada saat awal terjadinya aus (initial-wear), yang kemudian diperkaya oleh hasil penelitian [7], yang melaporkan penggunaan pahat karbida berlapis pada operasi bubut bahan non-ferro metal, mendapati kegagalan lapisan pahat karbida berlapis (NCD) dan kecepatan potong memiliki pengaruh dominan pada kegagalan lapisan. Selanjutnya, melalui micro analysis (EDS) terhadap performa lapisan/pelpais diamond-film pada bahan uji Baja AISI 1070, diperoleh sebaran unsur pelapis (diamond-film) masih konsisten melapisi material substrate pahat, hal tersebut mengindikasikan pada kenyataan tidak terjadinya pengelupasan lapisan diamond-film yang melapisi material substrate pahat terhadap hasil pemesinan kering, melainkan peristiwa yang ditemukan terhadap kondisi lapisan/pelapis diamond film yaitu kegagalan pahat yang terjadi dalam bentuk Aus pengikisan lapisan (abrasive coating-wear). Peristiwa terjadinya Aus pengikisan lapisan yang terjadi pada material Baja AISI 1070 diketahui adalah penguruh terjadi Aus mekanis akibat faktor. 5. Kesimpulan 43


Hasil penelitian yang diperoleh dari pengujian pada pendekatan pengaruh beban Mekanik, beban Thermal dan interaksi secara Kimiawi yang terjadi antara bahan benda kerja dan pahat merupakan jawaban dari tujuan khusus, dimana hasil analisa terhadap pengujian tersebut dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Pengujian pengaruh beban Mekanik a. Hasil pengujian menggunakan bahan uji Aluminium 6061 AlMg1SiCu, kondisi pemotongan: v= 350 m/min, f= 0.15 mm/put dan a= 1.5 mm, fasa Initial-wear tc= 1.736 min, diperoleh keadaan sebagai berikut: Kegagalan lapisan diamond-film CVD pahat karbida tidak ditemukan pada operasi bubut kering bahan uji dengan tingkat kekerasan 53.3 HRB/95 HV. Kegagalan pahat yang terjadi yaitu ditemukan Aus pengikisan (abrasive-wear) sebesar VB= 0.07 mm, percepatan Aus rata-rata VB°= 0.000672 mm/s. Hasil analisa distribusi besaran sebaran unsur pelapis (diamond-film) yang dianalisa pada spec-1 terdeteksi signifikan mencapai 99.854 % dan pada spec-2 menunjukkan besaran sebaran unsur terdeteksi signifikan dan utuh hingga mencapai prosentase 99.997%, Dikarenakan melalui hasil identifikasi distribusi unsur pada titik analisa pada spec-1 dan spec-2 diketahui adalah material unsur pelapis diamond-film yang masih berwujud utuh keadaanya dan masih konsisten melapisi material substrate, maka dismpulkan tidak adanya indikasi telah terjadi pengelupasan lapisan/pelapis pahat terhadap material substrate diamond-film pahat. b. Hasil pengujian menggunakan bahan uji AISI 1070, kondisi pemotongan: v= 70 m/min, f= 0.15 mm/put dan a= 1.5 mm, fasa Initial-wear tc= 0.734 min, diperoleh keadaan sebagai berikut: Kegagalan lapisan diamond-film CVD pahat karbida tidak ditemukan pada operasi bubut kering bahan uji dengan tingkat kekerasan 93.3 HRB/200 HV. Hasil analisa yang didapati yaitu pertumbuhan Aus tepi sebesar VB= 0.250 mm, percepatan aus ratarata VB°= 0.005677 mm/s. Hasil penelitian diinformasikan bahwasanya fonomena distribusi sebaran unsur yang terjadi pada daerah analisa spec-1 menjustifikasi sudah hilangnya sebahagian volume pelapis diamond-film yang melapisi material substrate, dikarenakan keberadaan unsur lapisan diamond-film (carbon) pahat sudah tidak berwujud sempurna yaitu dengan prosentase hanya sebesar 67.573%. Sementara itu pada spec-2 didapati besar sebaran unsur pelapis diamond-film (carbon) terdeteksi sangat signifikan hingga mencapai 95.698%. Jika diamati fonomena sebaran unsur yang terjadi pada spectrum-1 dan spectrum-2 pada titik analisa disimpulkan juga tidak terjadi peristiwa pengelupasan lapisan/pelapis (coating delamination) dimond-film pahat, melainkan telah terjadi Aus pengikisan lapisan (abrasive coating wear)

dikarenakan prosentase jumlah unsur material pelapis diamond-film telah berkurang hingga lebih dari 30 %, dengan kata lain keberadaan unsur lapisan/pelapis diamond-film pahat sudah tidak berwujud sempurna lagi. Sebab terjadinya peristiwa Aus pengikisan lapisan (abrasive coating wear) pada peningkatan kecepatan potong (temperatur tinggi), adalah pengaruh unsur material ferro (Fe) akan bereaksi terhadap unsur substrate pahat (WC/Co) sehingga menyebabkan reaksi kimia yang menghasilkan karbon hasil pembakaran, karena ferro (Fe) akan bereaksi dengan unsur Tungsten (WC) dan unsur Cobalt (Co) material substrate pada temperatur tinggi. Daftar Pustaka [1]

Jhon A.Schey, Proses Manufaktur “Introduction to Manufaktur Processes” Edisi ketiga” (2009).

[2] Armansyah Ginting, Analisa Pembentukan Serpihan Tehadap Kegagalan dan Mekanisme Aus Pahat Karbida pada pembubutan kering Aluminium 6061T6. (2004). [3] Sreejith, and Ngoi, B.K.A. Dry machining, machining of the future. J,(2000). [4] Schulz, E. Abele, A. Sahm, Material aspects of chip formation in HSC machining, Ann. CIRP 50 (1) (2001) 45–48. [5]

M. Fitzsimmons, V.K. Sarin, Surf. Coat. Technol, (2001) 158.

[6]

M. Nouari, A. Ginting. Wear characteristics and performance of multi-layerCVD-coated alloyed carbide tool in dry end milling of titanium alloy, (2006).

[7] J. Hu a, Y.K. Chou, R.G. Thompson. Nanocrystalline diamond coating tools for machining high strength Al alloys, (2008). [8] Armansyah Ginting, High Speed Machining of AISI 01 Steel With Multilayer Ceramic CVD –Coated carbide; Tool Life and Surface Integrity, Vol 14, No. 3, Agustus 2003- majalah IPTEK, (2003). [9] Seco. Dry Machining, (2004). [10] Abdeel-Aal, H.M., Nouari, M., El-Mansori, M. and Ginting, A. 2006. Conceptual triboenergetic analysis of cutting tool protective coating delamination in dry cutting of hard-tocut engine alloys. Submitted to Int. J. Adv. Manuf. Technol. [11] U.Prabhu Arumugam, Ajay P Malshe, Stephen A Batzer, Deepak G Bhat Study of Airbone Dust Emissionand Orocess Performance During Dry Machining of Aluminum-Silicon Alloy with PCD and CVD [12] Boothroyd, G., 1975, “Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools, International Student Edition”, McGraw–Hill, Tokyo, Japan. [13] Rochim T. Teori dan teknologi permesinan, HEDS, (1993)

44


[14]

Mike L.P. Groover, Fundamentals of ModernManufacturing,Prencice Hall, Upper Saddle River, New Jersey 07458, 1996.

[15] Apri Nuryanto & Sutopo, Pengaruh variasi kecepatan potong, feeding dan Kedalaman potong terhadap umur pahat hss yang dilapis aln-tin-aln, (2006). [16] Manage, D.P. (1998). Structural and Optical Characterization of Hydrogen Amorphous Carbon Thin Films. University of Toronto: Ph.D Thesis. [17] Dischler B, Wild C, (Eds.) (1998), Low-Pressure Synthetic Diamond. Manufacturing and Applications. Springer-Verlag, Berlin. [18] ISO 3685, “Tool-life testing with single-point turning tools”,1993. [19]

Kalpakjian, S.,“Manufacturing processes for engineering materials”, Wesley Publishing Company, USA, (2003).

[20] Castrol ,Aluminium Machining, Your Industry, 2004. [21] www.matweb.com. Materials Information. 20102. [22] Schulz H., Moriwaki T. High – speed machining, Ann. of the CIRP, (1992). [23] Sandvik Coromant, General Catalogue, (2012).

45

Jurnal Inotera Vol. 1, No. 1, Desember 2016

PENGEMBANGAN PENDEKATAN MATRIKS HUBUNGAN UNTUK PENGUKURAN SIMILARITAS Fera Anugreni1, Herman Mawengkang2, Marwan Ramli3 Programstudi Pascasarjana Teknik Informatika Universitas Sumatra Utara1 E-mail: [email protected] Dosen Dept.Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU2 Jl. Bioteknologi No.1 Kampus USU Dosen Dept.Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU3 Jl. Bioteknologi No.1 Kampus USU

Abstract The similarity calculation is a basic function which is used by a wide range of information processing applications such as searching for clustering and classification. There are different types of relationships can be used to reinforce the value of the similarity of data objects in pairs and to help improve the quality of the calculation of similarity between data objects. It is helpful to keep track of how relationships between data objects used to measure the similarity of data objects. Results of this study can showed that the Unified Relationship Matrix (URM) can be used to provide heterogeneous data objects and the linkages between each object data in an integrated manner. Keyword : Similarity, URM, SimFusion Abstrak Perhitungan similaritas adalah fungsi dasar yang digunakan oleh berbagai aplikasi pengolahan informasi seperti mencari clustering dan klasifikasi. Ada berbagai jenis hubungan dapat digunakan untuk memperkuat nilai kesamaan objek data berpasangan dan untuk membantu meningkatkan kualitas perhitungan kesamaan antara objek data. Hal ini membantu untuk melacak bagaimana hubungan antara objek data yang digunakan untuk mengukur kesamaan objek data. Hasil penelitian ini dapat menunjukkan bahwa Unified Relationship Matrix (URM) dapat digunakan untuk menyediakan data objek heterogen dan hubungan antara masing-masing objek data secara terpadu. Kata Kunci : Similaritas, URM, SimFusion

1. Pendahuluan Dalam perkembangan pesat teknologi informasi pada dekade ini, masyarakat terpapar terhadap volume informasi yang semakin hari bertambah besar. Tentunya timbul pertanyaan bagaimana pemakai dapat secara efektif memanfaatkan dan mengintegrasikan volume yang semakin besar ini. Dokumen, pengguna, metadata, dan jenis-jenis entitas lain ditemukan dalam domain ilmiah/akademis, yang dapat ditemukan di web domain, semua ini dianggap sebagai objek data yang berisi informasi. Informasi demikian ini dapat mencirikan fitur konten individu benda, serta hubungan antara obyek, dari sama atau berbagai jenis sumber. Banyak karya telah berfokus pada menggunakan satu jenis hubungan ketika menghitung kesamaan objek data. Pendekatan yang menghitung kesamaan

obyek dokumen-query menggunakan hubungan jangka dokumen meliputi: Model Ruang Vektor (VSM) [1], Generalized Model Ruang Vektor [2], Semantic Indexing [3], ekspansi permintaan, dan ruang vektor dinamis modifikasi[4]. Tujuan penelian untuk mendapatkan nilai kemiripan dokumen yang lebih terfokus melalui kueri yang diberikan. 2. Metode dan Peralatan 2.1. URM Definisi formal Unified Relationship Matrix (URM) yang mewakili kedua hubungan antar dan intra-jenis antara objek data heterogen secara terpadu diberikan di bawah ini. Misalkan ada t ruang data yang berbeda S1, S2 ... St data dalam ruang data yang sama yang terhubung melalui intra-jenis hubungan

46


Ri  Si xSi

. Objek data dari dua ruang data yang

berbeda terhubung melalui hubungan antarjenis Rij  Si xS j ( i j ) . itu intra-jenis hubungan Ri dapat direpresentasikan sebagai mxm matriks ketetanggaan Li (m adalah jumlah objek dalam ruang data Si). Di dalam matriks Li sel lxy mewakili hubungan antarjenis dari obyek xth ke objek yth di ruang data Si. intertype The Hubungan Rij dapat direpresentasikan sebagai adjacency mxn matriks Lij (m adalah jumlah objek dalam Si, dan n adalah total jumlah objek dalam Sj), dimana nilai lxy sel merupakan hubungan antar-jenis dari objek Xth di Si ke objek j di Sj. Jika kita menggabungkan N ruang data menjadi terpadu ruang data U, maka hubungan antar dan intra-tipe sebelumnya adalah bagian dari intratype hubungan Ru di ruang data U. Misalkan Lu adalah adjacency matriks Ru, maka Lu adalah matriks persegi. mendefinisikan Unified. Lurm sebagai matriks yang menggabungkan semua matriks hubungan, seperti yang diberikan dalam persamaan.

Lurm 

L11

L12

 L1N

L21

L22

 L2 N





LN 1





0

Ldt

T dt

0

L

Ldt adalah

Lurm

dengan dirinya sendiri: 0 L 'urm  Lurm  Lurm  T Ldt

Ldt 0

(3) Di mana Ld dan L t sesuai dengan dokumen pairbijaksana matriks kesamaan dan jangka berpasangan kesamaan matriks diperoleh oleh sebagian besar perhitungan kesamaan VSM tradisional. Oleh menambahkan

L'urm

dan

Lurm ,

dapat memiliki

URM lengkap untuk dokumen dan jangka spasi: Ld Ltdt

Ldt Lt

Matriks

tertentu

yang

menggabungkan

hubungan dokumen pair-wise dan jangka berpasangan dengan hubungan jangka dokumen tradisional disebut oleh Davidson sebagai "generik matriks yang diperbesar" 2.2. Similarity Asumsi dasar adalah bahwa: "kesamaan antara kedua data benda dapat diperkuat oleh kesamaan objek data terkait dari ruang yang sama dan berbeda ", seperti yang digambarkan di bawah ini:

LN 2  LNN

(1) The URM menyediakan cara umum memandang objek data dan hubungan mereka. Di URM itu, berbagai jenis objek yang diperlakukan sebagai elemen dari ruang "bersatu" data. Antar- sebelumnya dan hubungan intra-jenis masing-masing dianggap sebagai intra-jenis generik hubungan yang menghubungkan objek data dalam ruang "bersatu" data. URM yang dapat digunakan untuk menjelaskan berbagai dunia nyata skenario aplikasi informasi. Sebagai contoh, jika hanya mempertimbangkan satu ruang data, halaman web, dan satu jenis intra-jenis hubungan, hubungan hyperlink, maka URM berkurang untuk matriks hubungan ketetanggaan dari graf web. Pertimbangkan contoh lain. Jika memiliki dua ruang data, dokumen dan istilah, maka hubungan antar-jenis didefinisikan ketika Dokumen berisi istilah atau istilah yang terkandung oleh dokumen. SEBUAH URM dapat dibangun seperti pada persamaan:

Lurm 

bisa diperoleh hanya dengan mengalikan

(2)

matriks jangka dokumen tradisional

yang digunakan dalam VSM. 0 sub-matriks pada diagonal menunjukkan bahwa tidak memiliki sebelumnya pengetahuan tentang hubungan intrajenis dalam dokumen atau jangka ruang. Semua aplikasi informasi yang memanipulasi matriks jangka dokumen masih dapat digunakan pada

Lurm .

Gambar 1. ilustrasi asumsi penguatan similaritas[5]

Seperti dapat dilihat pada Gambar 1, kesamaan antara kedua data benda (besar simpul hitam di tengah) diperkuat oleh hubungan kapal dari jenis yang sama dari objek data terkait (kecil hitam node) serta hubungan (baik inbound dan outbound) dari berbagai jenis objek data (putih dan bening abu-abu). Misalkan ada N ruang data yang berbeda X1, X2, ... XN. Data benda-benda di ruang yang sama terkait melalui hubungan intra-jenis Ri  X i xXi . Objek data dari ruang yang berbeda terkait melalui intertype hubungan Rij  X ij xX ij (i  j ) . Hubungan yang dianggap serupa di alam. Sij (x, y) merupakan kesamaan antara objek x dari ruang i dan y objek dari ruang j. Rij (x, y) mewakili antar-(i = j) atau intra(3.2) jenis (i  j ) hubungan dari objek x dalam ruang i keberatan y dalam ruang i, sedangkan a dan b adalah data benda dalam ruang data di bawah kondisi bahwa x adalah terkait dengan a dan y berhubungan dengan b. Kemudian asumsi penguatan kesamaan matematis dapat disajikan sebagai:

Selain

itu, hubungan intra-jenis ruang dokumen dan jangka

47


hubungan antar dan intra-jenis, sehingga untuk setiap i,  ij 1 dan i , jij  0 . Jadi, Persamaan adalah

original original Sijnew(x, y)Sij (x, y) Rik(x,a)Rjl(y,b)S (a,b)  kl (k,and,ak),(l,and,bl)

j

(4) di mana a dan b adalah parameter positif digunakan untuk mengatur (selama Proses penguatan) kepentingan relatif yang asli kesamaan obyek x dan y dengan pentingnya kesamaan diperkuat oleh hubungan antar dan intra-jenis. Jika menggunakan satu set parameter positif  ij untuk mewakili kepentingan relatif dari kesamaan diperkuat dari data ruang i ke ruang data j, dan mempertimbangkan jumlah nilai kemiripan asli yang terlibat dalam Proses sebagai nilai kesamaan diperkuat melalui intra-tipe khusus hubungan yang mengarah ke data obyek itu sendiri, asumsi penguatan kesamaan dapat direpresentasikan sebagai: original original Sijnew (x,y)iiRii(x,x)jjRjj(x,x)Sij (y,y) Rik(x,a)Rjl(y,b)S (a,b)  kl (k,and ,ak),(l,and ,bl) Sijnew ( x , y ) 

(5)

original ( a ,b )  ik Rik ( x , a )  jl R jl ( y ,b ) S kl a ,b

(6) Mengingat obyek terkait satu objek data dalam ruang data lainnya sebagai pemetaan di ruang-ruang data, alasan kesamaan Proses penguatan dapat menghasilkan perkiraan yang lebih baik adalah bahwa kesamaan dua objek data diukur dalam berbagai perspektif (tempat data) bukan perspektif tunggal. Namun, pra- syarat adalah bahwa hubungan yang terlibat akurat dan aditif. Dengan demikian, perawatan harus dilakukan untuk menghindari melibatkan bertentangan atau jenis ambigu hubungan 2.3 Sim Fusion Misalkan ada ruang yang berbeda N sedang dipertimbangkan, dan URM dikembangkan alam cara yang mirip dengan untuk mewakili hubungan antar dan intra-jenis seperti yang ditunjukkan dalam Persamaan dibawah ini: 11L11 21L21 Lurm  

12 L12 22 L22 

1 N L1 N  2 N L2 N   

(7)

 N 1LN 1  N 2 LN 2   NN LNN

Dimana Li adalah hubungan matriks intra-jenis data ruang i dan Lij adalah hubungan antar matriksjenis dari ruang data i ke ruang data j. Jumlah setiap baris dari salah satu sub-matriks adalah dinormalkan ke 1. Dalam kasus yang objek data x dari ruang tidak memiliki hubungan dengan setiap objek data di ruang data j (semua elemen dalam baris ke-Lij dari matriks adalah nol), maka setiap elemen dalam engan baris hubungan matriks Lij diatur ke 1/n, dimana n adalah total jumlah elemen dalam ruang j. Ini sama dengan menggunakan Hubungan acak untuk mewakili no-hubungan. Kami juga mendefinisikan set parameter s untuk menyesuaikan kepentingan relatif dari berbagai

deretan-stokastik matriks dan dapat diberikan (3.3) sebagai probabilitas langkah tunggal matriks transformasi dalam Rantai Markov. Kami juga mendefinisikan Unified Similarity Matriks (USM), Susm, untuk mewakili nilai-nilai kesamaan dari setiap pasangan objek data dari sama atau ruang data yang berbeda pada awal algoritma: original LT new  L (8) Susm urm Susm urm n L n 1 T n 0 T n Susm urm Susm Lurm  Lusm Susm ( Lurm )

(9)

Seringkali tindakan kesamaan didefinisikan sebagai penurunan fungsi tions dari metrik jarak. Sebagai contoh, dua string metrik paling sering digunakan adalah editDistance (Lin 1998) dan tri gram (Bahl, Jelinek, dan Mercer 1983). Untuk string yang terbatas x dan y jarak mengedit didefinisikan sebagai d edit ( x , y )  min  ( S ) S is a en edit sequence taking x to y (10) dimana γ menunjukkan biaya operasi mengedit (penghapusan, penyisipan, penggantian), (3.5)dan untuk urutan mengedit operaotions n S s1 ,, sn ,  ( S )    ( si ) . Trigram yang jarak untuk i 1 dua urutan x dan y didefinisikan sebagai: d tri ( x , y ) 

tri ( x ) tri ( y ) tri ( x ) tri ( y )

(11)

mana tri (x) menunjukkan koleksi trigram (memerintahkan substring panjang 3) dari x, dan | tri (x) | menunjukkan nomor dari trigram x. Kemudian langkah-langkah kesamaan berkoresponden didefinisikan sebagai persamaan : sima ( x , y ) 

1 1 d a ( x , y )

Dimana

a edit ,tri

(12)

Sejak LURM dapat dianggap sebagai matriks langkah transisi tunggal dari Markov Chain, proses penguatan kesamaan berulang dapat dijelaskan dalam "dua model yang walker acak". Misalkan dua pejalan kaki secara acak mulai dari dua objek data dalam (3.5) ruang terpadu dan mereka berjalan dari satu objek ke yang lain, langkah demi langkah. Dalam setiap langkah, masing-masing akan memilih objek berikutnya untuk menginjakkan kaki di sesuai dengan distribusi probabilitas bagaimana Data saat ini terkait dengan benda-benda lainnya sebagaimana dimaksud dalam LURM. Jika S 0 usm juga dapat diberikan sebagai objek ke objek hubungan matriks distribusi, maka kesamaan diperkuat antara dua benda asli yang dua pejalan kaki mulai perjalanan mereka, dapat diterjemahkan ke dalam kemungkinan bahwa dua pejalan kaki saling bertemu, setelah masing-masing berjalan n langkah sesuai dengan LURM SimFusion juga dapat dianggap sebagai grafik spektral generik proses partisi.

48


3. Hasil dan Pembahasan Versi yang disederhanakan dari SimFusion yang hanya mempertimbangkan satu atau dua jenis objek data telah divalidasi melalui studi sebelumnya. Sebagai contoh, perhatikan hanya satu ruang data, dari artikel jurnal, dan salah satu jenis hubungan, hubungan referensi antara artikel jurnal. Mengatur awal Susm menjadi matriks identitas, mengurangi ke co-citation, di mana kesamaan dua artikel adalah ditentukan oleh jumlah artikel mereka berdua mengutip. Jika hanya pertimbangkan hubungan referensi terbalik, mengurangi ke bibliografi kopling, di mana kesamaan dua artikel adalah ditentukan oleh jumlah artikel yang mengutip mereka berdua. mempertimbangkan URM dalam 0 Lurm T L dt

Ldt 0

(13) yang merupakan dokumen ruang, ruang jangka, dan hubungan "yang berisi" dokumen persyaratan. Misalkan tidak memiliki pengetahuan sebelumnya tentang kesamaan setiap objek data dan mengatur Susm menjadi matriks identitas. menerapkan n  LurmS n 1 LT  Ln S 0 ( LT ) n Susm usm urm urm usm urm

(14) Menghasilkan perhitungan dokumen berpasangan kesamaan dan berpasangan kesamaan jangka sesuai dengan VSM. Itu tetap merupakan masalah yang menarik, apakah memperkaya URM dan USM dengan beberapa pengetahuan sebelumnya (misalnya, tesaurus, atau dokumen hubungan referensi) dan iteratif memperkuat kesamaan, akan menghasilkan pengetahuan yang lebih baik dari kesamaan istilah, kesamaan dokumen, dan persamaan jangka dokumen. Baru-baru ini, telah mencoba untuk mengakses halaman query web page hubungan untuk lebih memprediksi kesamaan objek web sehingga untuk membantu meningkatkan efektivitas algoritma webpengelompokan. Metode mereka untuk menghitung kesamaan web objek juga dapat dengan baik dimodelkan oleh algoritma SimFusion. Misalkan ada dua ruang Data: ruang halaman Web dan ruang query. Dua ruang dimodelkan dalam URM sebagai: Lurm 

11Lquery 21L page  query

12 Lquery  page 22 Lwebpage

(15)

URM akan menghasilkan Raghavan dan Sever kerja, di mana mereka mengukur kesamaan query berdasarkan sesuai daftar dokumen hasil. Jika Lwebpage mengacu pada web permintaan web Halaman hubungan klik-melalui, dan Susm adalah matriks identitas, dan semua λs tetap sama, menerapkan persamaan (14) ke URM ini akan mengakibatkan Beeferman dan Berger metode pengelompokan, di mana mengukur kesamaan query menggunakan kesamaan diklik halaman web dan menghitung kesamaan halaman web menggunakan kesamaan permintaan yang menyebabkan pemilihan web halaman. Jika kita 11 0,22 0,12 0 dan 21 0 , menerapkan persamaan (14) untuk URM ini akan menghasilkan karya, di mana permintaan kesamaan didasarkan pada kedua kesamaan isi permintaan dan hubungan kesamaan dokumen yang dipilih oleh pengguna yang mengajukan permintaan. 4. Kesimpulan Dari hasil kajian penelitian dapat disimpulkan bahwa Unified Relationship matrix (URM) dapat dipakai untuk menyajikan objek data yang heterogen serta keterkaitan antara masing-masing objek data dalam cara yang terpadu. Penelitiam ini juga membicarakan tentang persoalan intgreasi informasi dengan memperlihatkan bgaimana hubungan berbeda dapat dipakai untuk meningkatkan ukuran kesamaan (similaritas) objek data. Algoritma SimFusion dapat secara efektif memadukan hubungan dari berbagai sumber untuk menunjukkan kesamaan objek data. Algoritma ini dikembangkan berdasarkan URM dari objek data.

Daftar Pustaka [1] Salton, G. 1968. Automatic Information Organization and Retrieval. McGraw-Hill. [2] Wong, S.K.M., Ziarko W., Raghavan V.V., & Wong, P. C. N. 1987. .On Modeling of information Retrieval Conscept in Vektor Space. ACM TODS, 12:299-321. [3]

Dumais, S.T., Furnas, G.W., Landaur, T.K., Deerwester, S., Harshman, R. 1988. Using latent semantic analysis to improve information retrieval. Proceeding of the conference on Human Factor in Computing Systems. pp. 281-285, Wanshington D.C.

di mana Lquery mengacu pada hubungan kesamaan konten permintaan matriks dan

L webpage

mengacu

pada konten halaman web kesamaan hubungan matriks. Jika Lwebpage mengacu pada query dengan yang daftar pencarian hubungan yang sesuai, dan Lusm adalah identitas matrix, 11 22 0 dan 12 21 1 ,

[4] Brauen, T.L. 1971. Documen Vektor Modification, in The Smart Retrieval System_experiments in Automatic Document Processing, G. Salton, editor, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, Chapter 24. [5] W. Xi, B.Zhang & E. A.Fox. (2005). SimFusion: Measuring Similarity using Unified Relationship Matrix. SIGIR’05, August 15-19. Salvador, Brazil.

kemudian menerapkan Persamaan (14) untuk ini

49


[6] P.D Turner & P.Pantel. (2010). From Frequency to meaning: vector space models of semantic. journal of Artificial Research, 37 pp.141-1888,. [7] Han, J. & Kamber, M. 2006. Data Mining Concepts and Techniques. Second Edition. Elsevier: USA. [8] Turban, E., Aronson, J.E. & Liang, T.P. 2005. Decision Support and Business Intelligence Systems. Seventh Edition. Pearson Higher Education. USA. [9] W. Xi, B.Zhang & E. A.Fox. (2004). SimFusion: A Unifield Similarity Measurement Algorithm for Multytype Interrelated Web Objects. Technical Report, TR04-19, Computer Science Department, Virginia Tech [10] Kantardzic, M. 2003. DATA MINING Concepts, Models, Methods, and Algorithms. IEEE Press: USA. [11] Ribeiro-Neto, R & Muntz, R. 1996. A Belief Network Model for IR. Proceeding of the 19th ACM-SIGIR conference on research and development in information retrieval, pp. 253-260. .

50


KLASIFIKASI SINYAL EMG PADA OTOT TUNGKAI SELAMA BERJALAN MENGGUNAKAN RANDOM FOREST Darma Setiawan Putra1, Adhi Dharma Wibawa2, Mauridhi Hery Purnomo3 1

2,3

Jurusan Teknik Informatika, Politeknik Aceh Selatan, Tapaktuan Jurusan Teknik Multimedia dan Jaringan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Jalan Merdeka Komplek Reklamasi Pantai, Tapaktuan, Aceh Selatan 2,3 Jalan Arif Rahman Hakim, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya email : [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract Electromyography (EMG) signal is an electrical signal in the muscle layer during active motion. The way people walking is determined by the structure of the muscle and bones so that the way of walking is unique and must be able to used in biometric data. In this research, we classified the EMG data from eight lower limb muscle during normal walking: Rectus Femoris, Vastus Lateralis, Vastus Medialis, Bicep Femoris, Semitendinosus, Gastrocnemius Lateralis, Gastrocnemius Medialis, and Tibialis Anterior. Six healthy volunteer were involved for walking in GaitLab with 8 EMG electrodes attached on their muscle. They are performed one gait cycle and 3 walking trial. So the EMG dataset total for analized classification is 18 unit. Graph feature extraction and principal component analysis method was used to extract the feature of EMG data. Random Forest method was used to classify the EMG data based on subject. Training and testing method were used cross validation (CV). The accuracy of classification using graph feature extraction method is 88.88% and using principal component analysis method is 72.22%. In the result show that EMG data during walking of 8 lower limb muscles can be used to identity of gait biometric. Keyword : EMG, Lower Limb Muscle, Gait Biometric, Principal Component Analysis, Gait Analysis. Abstrak Sinyal electromyography (EMG) merupakan suatu sinyal elektrik yang terdapat dalam lapisan otot selama gerakan aktif. Cara orang berjalan ditentukan oleh struktur otot dan tulang sehingga cara berjalan ini adalah unik dan dapat digunakan sebagai data biometrik. Pada penelitian ini, kami mengklasifikasi data EMG dari delapan jenis otot tungkai selama percobaan berjalan normal: Rectus Femoris, Vastus Lateralis, Vastus Medialis, Bicep Femoris, Semitendinosus, Gastrocnemius Lateralis, Gastrocnemius Medialis, dan Tibialis Anterior. Enam orang subyek diminta untuk berjalan di laboratorium GaitLab dengan 8 buah elektroda EMG ditempel pada otot mereka. Subyek diminta untuk berjalan sebanyak 1 gait cycle dengan 3 kali pengambilan data. Total dataset EMG untuk klasifikasi adalah sebanyak 18 buah. Metode graph feature extraction dan principal component analysis digunakan untuk ekstraksi fitur data EMG. Metode Random Forest digunakan untuk mengklasifikasi data EMG berdasarkan subyek. Metode pelatihan dan pengujian data EMG menggunakan cross validation (CV). Akurasi klasifikasi yang dihasilkan dengan menggunakan metode graph feature extraction adalah sebesar 88.88% dan metode principal component analysis adalah sebesar 72.22%. Hasil ini menunjukkan bahwa data EMG ketika berjalan dari 8 jenis otot tungkai dapat digunakan untuk identitas biometrik gaya berjalan (gait). Kata kunci : EMG; Otot Tungkai; Biometrik Gait; Principal Component Analysis; Analisis Gait.

1. Pendahuluan Setiap manusia memiliki gaya berjalan (gait) yang berbeda. Perbedaan ini disebabkan karena oleh struktur tulang dan komposisi otot tungkai yang melingkupinya. Perbedaan ukuran otot tungkai akan menghasilkan perbedaan sinyal EMG selama berjalan pada setiap orang. Pada saat otot berkontraksi maka otot akan mengeluarkan potensial listrik dengan besaran magnitudo tertentu dan pada saat otot berelaksasi maka potensial listrik

akan berkurang secara berkala. Potensial listrik yang dihasilkan dari otot tungkai ini dapat direkam dan diukur dengan sebuah alat yang disebut electromyograph (EMG) [1]. Setiap orang memiliki sinyal EMG selama berjalan pada otot tungkai yang unik sehingga sinyal ini dapat digunakan untuk identitas biometrik. Sinyal EMG ini juga dapat diaplikasikan untuk program rehabilitasi pasien, pembuatan animasi cara berjalan seseorang ataupun pengembangan robot kaki yang dijalankan menggunakan pola sinyal EMG. 51


Pengenalan manusia berdasarkan gerak berjalan (gait) telah dipublikasikan pada beberapa penelitian. Lee, et al [2] melakukan penelitian analisis gait berbasis video. Akuisisi citra gait manusia dengan menggunakan pakaian khusus yaitu tangan berwarna merah, kaki kanan dan badan berwarna hitam serta kaki kiri berwarna putih. Untuk segmentasi dilakukan dengan menggabungkan antara objek dan latar belakang kemudian melakukan filterisasi menggunakan Gaussian filter. Ekstraksi fitur menggunakan analisa histogram dan metode hough transform pada citra skeletonisasi untuk mendapatkan nilai dari kesepuluh fitur. Empat fitur merupakan kelompok jarak dan enam lainnya merupakan hasil pengukuran sudut. Wagg and Nixon [3] melakukan analisis gait dari jarak jauh secara real time menggunakan video dengan bentuk siluet seseorang. dari siluet tersebut akan diubah menjadi skeleton dan dari skeleton akan dicari fitur dari gerak jalan tersebut. Citra akan diproses menggunakan gaussian untuk menghilangkan derau kemudian diikuti dengan deteksi tepi Sobel. Nearest neighbor classifier digunakan untuk proses pengenalan dengan metode leave-one-out cross validation. Muazz and Nickel [4] melakukan penelitian menggunakan sensor accelerometer untuk pengenalan gait dengan kecepatan berjalan yang berbeda. Sensor accelerometer yang telah banyak terpasang di perangkat smartphone kemudian dipasang di tubuh objek. Ekstraksi cycle didasarkan pada akselerasi arah sumbu x yang dibandingkan dengan arah sumbu y dan z. Tujuh tahapan untuk melakukan ekstraksi cycle adalah interpolation, filtering, centring around zero, cycle length estimation, cycle detection, cycle normalization, deletion of unusual cycle, dan computation of typical cycle. Hasilnya menunjukkan bahwa kecepatan berjalan yang berbeda akan berpengaruh terhadap pengenalan gait.. Dianta [5] telah meneliti tentang pengenalan manusia berdasarkan data marker trayektori yang dipasang pada otot tungkai sebanyak 16 buah, 8 buah marker pada kaki kanan dan 8 buah marker pada kaki kiri. Pergerakan marker ini akan memiliki lintasan x, y dan z selama proses berjalan. Jumlah subyek yang dilibatkan sebanyak 8 orang. Seluruh data marker trayektori pada setiap subyek dilatih dan diuji menggunakan naïve bayesian untuk proses pengenalan. Hasilnya menunjukkan bahwa 98% dari data marker trayektori tersebut dapat mengenal siapa pemiliknya. Hal ini menunjukkan bahwa pola berjalan setiap orang memiliki keunikan sehingga dengan keunikan gaya berjalan tersebut dapat digunakan dalam bidang biometrik. Kaur et. al [6] telah meneliti tentang adanya perbedaan sinyal EMG pada otot tungkai selama berjalan dengan kecepatan normal dan cepat. Dalam penelitian tersebut mereka menganalisis sinyal EMG dengan menggunakan metode root mean square (RMS) dan

median frequency (MDF). Adanya variasi nilai RMS dan MDF dari sinyal EMG pada setiap otot yang berbeda dapat digunakan sebagai pengetahuan tentang kecepatan berjalan manusia normal. Secara statistik variasi nilai RMS dan MDF ini dapat digunakan untuk mengetahui perubahan kecepatan berjalan tersebut. Dalam penelitian ini, kami melakukan analisis gait berbasis sinyal EMG dengan melakukan pengklasifikasian sinyal EMG selama berjalan dengan kecepatan normal (self-selected speed) pada 8 otot tungkai Metode ektraksi fitur dalam penelitian ini menggunakan dua metode perbandingan yaitu graph feature extraction and principal component analysis. Hasil ekstraksi fitur akan dijadikan sebagai fitur untuk memprediksi kelas subyek dari data EMG. Klasifikasi ini dilakukan untuk mengetahui sejauhmana variasi pola sinyal EMG pada otot tungkai dimiliki oleh seseorang sehingga sinyal EMG ini dapat digunakan sebagai identitas biometrik gait. 2. Metodologi Penelitian Adapun metodologi dari penelitian ini adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Envelope sinyal EMG

Graph Feature Extraction

Principal Component Analysis

Random Forest Gambar 1. Metodologi penelitian

Gambar 1 menjelaskan bahwa sinyal EMG yang telah berbentuk envelope sinyal akan diekstraksi untuk memperoleh fitur dengan menggunakan dua metode yaitu metode graph feature extraction dan principal component analysis. Hasil ekstraksi fitur dari masing-masing metode ini akan diklasifikasi dengan menggunakan naïve bayessian untuk mengetahui akurasi pengklasifikasian dari sinyal EMG pada otot tungkai selama berjalan berdasarkan subyek. Dataset pada penelitian diadopsi dari penelitian Wibawa, et al [7] yang berjudul A validation study on muscle activity prediction of a lower limb musculoskeletal model using EMG during normal walking.

52


2.1 Envelope Sinyal EMG

0.00014 0.00012 Amplitudo (µV)

onset

offset

0.0001 0.00008 0.00006 0.00004 0.00002 0 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 232 253 274 295 316 337 358 379 400 421 442 463 484 505 526

Envelope sinyal EMG merupakan sinyal EMG yang telah melalui proses full wave rectification, filtering, dan smoothing dari raw sinyal EMG. Envelope dari raw sinyal EMG ini berguna untuk mengetahui waktu aktif otot dan mengukur level aktivasi. Bentuk envelope dari sinyal EMG pada otot Gastrocnemius Medialis (GM), Bicep Femoris (BF), Gastrocnemius Lateralis (GL), dan Tibialis Anterior (TA) pada otot tungkai sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 2.

GaitCycle(Frame)

Threshold

GM

Gambar 4. Titik onset dan offset pada sinyal EMG Amplitude (µV)

2.00E-04 1.50E-04 1.00E-04 5.00E-05

1 23 45 67 89 111 133 155 177 199 221 243 265 287 309 331 353 375 397 419 441 463 485 507 529

0.00E+00 GaitCycle (Frame)

GM

BF

GL

TA

Durasi merupakan banyaknya waktu yang terjadi selama otot aktif dalam satu siklus berjalan (gait cycle). Perbedaan durasi ini sangat dipengaruhi oleh banyaknya otot yang aktif selama berjalan. Biasanya semakin lama aktifnya otot tungkai maka semakin panjang durasi waktu yang akan dihasilkan. Gambar 5 menunjukkan durasi waktu sinyal EMG dari otot gastrocnemius medialis.

Gambar 2. Envelope sinyal EMG dari otot GM, BF, GL, dan TA

0.00014

2.2 Graph Feature Extraction (GFE)

Grafik Sinyal EMG

Hitung Onset dan Offset Sinyal EMG

Amplitudo (µV)

0.0001 0.00008 0.00006 0.00004 0.00002 0

Durasi 1 22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 232 253 274 295 316 337 358 379 400 421 442 463 484 505 526

Graph feature extraction merupakan suatu teknik ekstraksi fitur dengan melakukan observasi pada ciri dari pola grafik sinyal EMG. Adapun langkah-langkah melakukan metode ekstraksi fitur graph feature extraction seperti ditunjukkan dalam alur pada Gambar 3.

0.00012

GaitCycle(Frame)

Threshold

GM

Gambar 5. Durasi sinyal EMG pada otot gastrocnemius medialis

Hitung Skor Gradien Sinyal EMG

Hitung Durasi Sinyal EMG

Gambar 3. Tahapan graph feature extraction

Onset merupakan titik awal kenaikan tegangan pada sinyal EMG sedangkan offset merupakan titik akhir penurunan tegangan pada sinyal EMG. Nilai threshold yang digunakan sebagai acuan untuk menentukan titik onset dan offset adalah 20% dari nilai amplitudo maksimum pada setiap otot [8]. Ilustrasi titik onset dan offset pada salahsatu envelope sinyal EMG dari otot gastrocnemius medialis sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 4.

Pada metode ini, fitur sinyal EMG diperoleh dengan menerapkan skor gradien. Skor gradien dihitung dengan melihat setiap perubahan gradien garis. Apabila gradien yang terjadi adalah gradien positif maka nilai perubahan tersebut diberi skor 2. Apabila gradien yang terjadi adalah gradien negatif maka nilai perubahan tersebut diberi skor -1. Dan apabila tidak terjadi perubahan gradien maka perubahan tersebut diberi skor 0. Nilai total dari skor gradien merupakan penjumlahan dari seluruh nilai gradien dari titik ke titik. Ilustrasi terkait dengan gradien positif, negatif dan nol adalah seperti Gambar 6.

53


n

cov(x , y ) 

Gradien nol

 (x i 1

i

 x )( y i  y )

Gradien positif

n 1

(2)

Gradien negatif

Gambar 6. Skor gradien sinyal EMG

Berdasarkan Gambar 4 maka skor gradien dihitung hanya pada sinyal di atas nilai threshold pada setiap titik onset dan titik offset. 2.3 Principal Component Analysis (PCA) PCA merupakan suatu teknik yang biasa digunakan untuk mengetahui pola dalam sekumpulan data. Metode PCA ini berusaha mencari proyeksi terbaik yang dapat merepresentasikan suatu kumpulan data. Metode ini biasa digunakan dalam teknik kompresi untuk memperoleh dimensi data yang lebih kecil tanpa kehilangan informasi yang terkandung di dalamnya [9]. Adapun langkah-langkah untuk melakukan ekstraksi fitur sinyal EMG menggunakan metode PCA seperti ditunjukkan oleh Gambar 7.

Matriks data sinyal EMG

Menghitung komponen utama sinyal EMG

Normalisasi data sinyal EMG menggunakan z-score

Mengurutkan eigenvector

Menghitung nilai kovarian

Menghitung eigenvalue dan eigenvector

Gambar 7. Tahapan principal component analysis

Normalisasi data diperlukan untuk mendapatkan dalam dalam skala yang sama [10]. Setiap data (x) dalam satu dimensi dikurangi dengan mean ( ) dimensi tersebut dan dibagi dengan nilai standar deviasi ( ) dari dimensi itu juga. Normalisasi menggunakan metode z-score seperti ditunjukkan oleh Persamaan 1. x  (1) z  score   Kovarian merupakan hubungan keterkaitan antara dua variabel independen. Jika diketahui variabel dan dengan jumlah sampel data maka nilai kovarian dari dan dapat diketahui dengan menggunakan Persamaan 2.

Vektor eigen merupakan vektor kolom bukan nol yang jika dikalikan dengan suatu matriks yang berukuran n×n akan menghasilkan vektor lain yang memiliki kelipatan dari vektor eigen itu sendiri. Jika ada sebuah matriks A dan v maka perkalian matriks untuk memperoleh vektor eigen dan nilai eigen seperti ditunjukkan oleh Persamaan 3.

Av  v

(3)

Persamaan 3 diatas berlaku untuk v  0 dan v disebut dengan vektor eigen (eigen vector) dari suatu matriks . Vektor eigen akan selalu beriringan dengan nilai eigen (eigen value). Notasi disebut dengan nilai eigen. Merujuk ke Persamaan 3 maka vektor eigen akan diperoleh dengan menggunakan Persamaan 4 dan nilai eigen akan diperoleh dengan menggunakan Persamaan 5.

(A  I )v  0

(4)

(5) det(I  A )  0 Untuk memperoleh vektor eigen dan nilai eigen pada Persamaan 4 dan 5 menggunakan bantuan matriks identitas (I). Principal component dari sinyal EMG diperoleh dengan mengalikan variabel data x dengan matriks vektor eigen v seperti ditunjukan oleh Persamaan 6.

pc  x .v

(6)

2.4 Random Forest Random forest adalah algoritma klasifikasi dan regresi yang menjadi bagian dari kelompok ensemble learning [11]. Metode random forest merupakan pengembangan dari decision tree dimana setiap decision tree telah dilakukan proses pelatihan dengan menggunakan sampel individu. Random forest yang dihasilkan memiliki banyak tree dan setiap tree ditanam dengan cara yang sama. Seiring dengan bertambahnya dataset, maka tree juga ikut berkembang. Dalam random forest, pemilihan atribut pada setiap kali sebuah node akan dipecah akan diambil secara acak. Setiap tree diberi sampel data pelatihan dengan menggunakan metode bagging dan tiap tree dibangun menggunakan metode yang sama untuk membangun CART (classification and regression tree). Metode ini menerapkan metode bootstrap aggregating (bagging) dan random feature selection [11]. 54


Proses prediksi random ditunjukkan oleh Gambar 8.

forest

seperti

Penelitian ini menggunakan metode random forest classifier untuk pengklasifikasian data EMG pada otot tungkai selama berjalan. Adapun hasil pengklasifikasian sinyal EMG berdasarkan subyek yang menggunakan metode graph feature extraction (GFE) dan metode principal component analysis (PCA) sebagaimana ditunjukkan oleh confusion matrix pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Data Uji

Tree#1

Tree#2

Tree#3


Tree#n

Tabel 1. Hasil pengklasifikasian metode GFE

Actual

Random Forest

Prediksi

Gambar 8. Proses prediksi random forest

Random forest yang dihasilkan memiliki banyak tree dan setiap tree akan tumbuh dengan cara yang sama. Tree dengan variabel x akan ditempatkan pada jarak yang jauh dengan tree dengan variabel y. Sejalan dengan bertambahnya dataset maka tree pun ikut berkembang. Penempatan tree yang saling berjauhan akan memudahkan dalam deteksi jenis tree. Tree yang berada di sekitar tree x maka tree tersebut merupakan perkembangan dari tree x sedangkan tree yang berada disekitar tree y maka tree tersebut merupakan perkembangan dari tree y. Pembangunan tree akan berhenti ketika data sudah homogen atau jika batas jumlah data minimum sudah terlewati. Penelitian ini menggunakan weka software versi 3.8 [12] untuk melakukan klasifikasi subyek data EMG. Parameter random forest pada weka yang digunakan antara lain : besar kedalaman tree adalah 7 dan jumlah iterasi adalah 80. Jenis validasi yang digunakan adalah k-cross validation dengan nilai k=3. Untuk mengetahui kinerja dari classifier [13], penelitian ini akan melakukan evaluasi dengan menggunakan Persamaan 7, 8, dan 9. akurasi 

TP  TN TP  TN  FP  FN

sensitifitas 

TP TP  FN

TP presisi  TP  FP

S#1 3 1 1 0 0 0

S#1 S#2 S#3 S#4 S#5 S#6

S#2 0 2 0 0 0 0

Predicted S#3 S#4 0 0 0 0 2 0 0 3 0 0 0 0

S#5 0 0 0 0 3 0

S#6 0 0 0 0 0 3

S#5 0 0 0 0 3 0

S#6 0 1 0 0 0 3

*S=Subyek

(7)

(8)

Tabel 2. Hasil pengklasifikasian metode PCA

Actual

Aggregasi prediksi

S#1 0 0 0 0 0 0

S#1 S#2 S#3 S#4 S#5 S#6

S#2 0 1 0 0 0 0

Predicted S#3 S#4 2 1 0 1 3 0 0 3 0 0 0 0

*S=Subyek

Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa data EMG milik subyek1, subyek4, subyek5, dan subyek6 berhasil diklasifikasi dengan benar (True Positif=TP) untuk semua sampel data EMG. Sementara itu, data EMG untuk subyek2 dan subyek3 terjadi misklasifikasi sebanyak masingmasing 1 sampel data EMG (False Negative=FN). Pada Tabel 2 memperlihatkan bahwa data EMG milik subyek3, subyek4, subyek5, dan subyek6 berhasil diklasifikasi dengan benar (True Positif=TP) untuk semua sampel data EMG. Sedangkan untuk subyek1 terjadi misklasifikasi (False Negative=FN) untuk semua sampel data EMG sedangkan subyek2 terjadi misklasifikasi sebanyak 2 sampel data EMG. Dengan mengacu pada Persamaan 8 dan 9 maka diperoleh nilai sensitifitas dan presisi untuk masingmasing metode ekstraksi seperti ditunjukkan oleh Tabel 3. Tabel 3. Evaluasi kinerja classifier

(9)

Metod e GFE

S# 1

S#2

S#3

S# 4

S# 5

S#6

Sensitifita s

1

0.6 7

0.6 7

1

1

1

Presisi

0.6

1

1

1

1

1

Evaluator

55


PCA

Sensitifita s

0

0.3 3

Presisi

0

1

0.6 7 0.6 7

1

1

1

0.5

1

0.7 5

Tabel 3 memperlihatkan bahwa sensifitas dan presisi untuk metode GFE dan PCA pada pengklasifikasian data EMG yang paling rendah adalah pada subyek1 sedangkan sensitifitas dan presisi pengklasifikasian untuk metode GFE dan PCA pada pengklasifikasian data EMG yang paling tinggi adalah pada subyek5. Hal ini dapat menunjukkan juga bahwa subyek5 memiliki sinyal EMG pada otot tungkai ketika berjalan yang paling unik bila dibandingkan dengan subyek yang lain sedangkan subyek1 memiliki sinyal EMG pada otot tungkai yang kurang unik. Apabila menggunakan Persamaan 6 maka diperoleh akurasi pengklasifikasian untuk masingmasing metode adalah 88.88% untuk metode graph feature extraction dengan misklasifikasi sebanyak 2 sampel data EMG dan 72.22% untuk metode principal component analysis dengan misklasifikasi sebanyak 4 sampel data EMG.

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8] [9]

4. Kesimpulan Dari hasil dan pembahasan yang telah disampaikan pada bagian 3 dapat disimpulkan bahwa sinyal EMG pada otot tungkai merupakan sinyal yang berbeda antara satu subyek dengan subyek yang lain. Tingkat perbedaan ini dikarenakan oleh variasi gaya berjalan (gait) yang dimiliki oleh seseorang. Ciri dari sinyal EMG pada setiap subyek selama berjalan dapat digunakan untuk mengidentifikasi subyek tersebut. Dengan menggunakan metode ekstraksi fitur graph feature extraction diperoleh akurasi pengklasifikasian sebesar 88.88% dan metode principal component analysis diperoleh akurasi pengklasifikasian sebesar 72.22%.

[10] [11] [12] [13]

Human Gait and Posture to Determine Neurological Disorders,” Eurasip J. Image Video Process., vol. 2008, 2008. D. K. Wagg and M. S. Nixon, “On Automated Model-Based Extraction and Analysis of Gait,” Proc. - Sixth IEEE Int. Conf. Autom. Face Gesture Recognit., pp. 11–16, 2004. M. Muaaz and C. Nickel, “Influence of Different Walking Speeds and Surfaces on AccelerometerBased Biometric Gait Recognition,” 2012 35th Int. Conf. Telecommun. Signal Process. TSP 2012 Proc., pp. 508–512, 2012. A. F. Dianta, “Pengenalan Seseorang Berbasis Skoring Data Trayektori Gaya Berjalan (Gait) Menggunakan Naive Bayessian,”, Tesis, ITS, Surabaya, 2015. M. Kaur and S. Mathur, “EMG analysis for identifying walking patterns in healthy males,” pp. 65–68, 2015. A. D. Wibawa, N. Verdonschot, J. G. M. Burgerhof, I. K. E. Purnama, M. S. Andersen, and J. P. K. Halbertsma, “A Validation Study on Muscle Activity Prediction of a Lower Limb Musculoskeletal Model using EMG During Normal Walking,” pp. 260–264, 2013. G. Kamen and D. A. Gabriel, Essential of Electromyography. Human Kinetic, 2010. G. Bosco, “Principal component analysis of electromyographic signals: An overview,” Open Rehabil. J., vol. 2, pp. 127–131, 2010. S. G. K. Patro and K. Kumar, “Normalization : A Preprocessing Stage,” 2015. L. E. O. Breiman, “Random Forests,” pp. 5–32, 2001. http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/ D. M. W. Powers, “Evaluation : From Precision, Recall and F-Factor to ROC , Informedness, Markedness & Correlation,” no. December, 2007.

Dengan akurasi klasifikasi pada kedua metode tersebut dapat dikatakan bahwa pola sinyal EMG pada otot tungkai selama berjalan untuk keenam subyek masih dapat dikategorikan sebagai sinyal EMG yang unik sehingga dengan pola sinyal EMG yang unik tersebut dapat digunakan sebagai identitas biometrik gait. Untuk penelitian kedepan, jumlah partisipan yang dilibatkan dapat ditambah sehingga hasil dan akurasi yang diperoleh dapat menjadi lebih baik. Classifier jenis yang lain dapat juga diujicoba untuk memperoleh perbandingan akurasi klasifikasi. Daftar Pustaka [1]

[2]

P. Konrad, “The ABC of EMG A Practical Introduction to Kinesiological Electromyography,” Noraxon Inc, no. April, pp. 1–60, 2005. H. Lee, L. Guan, and I. Lee, “Video Analysis of

56


PENGUJIAN PIROLISIS KAYU DENGAN METODE HAMPA UDARA UNTUK MEMPRODUKSI BAHAN BAKAR GAS Yusrizal1, Muhammad Idris2 1

Dosen Program Studi Teknik Mesin Politeknik Aceh Selatan, Tapaktuan 2 Dosen Program Studi teknik Mesin STT Harapan Medan 1 E-Mail : [email protected]

Abstract Climate change, global warming and energy crisis are issues very worried in the world currently, so should be found a solution quickly and sustainably. Alternative energy and renewable energy is one alternative to completion of the issues. Research and development of methods for completion of the issues is very essential to be able immediately replace fossil fuels such as oil, gas and coal. United States, EU and Japan have invested their massive budgets to develop renewable energy technologies for biomass. They are targeting large-scale commercial manufacturing base and global. Additionally, in the developing countries, especially isolated village areas access to electricity not been evenly distributed. For reducing or prevent the effects of global warming and increase the electricity in isolated village areas, it would require a new technology for rubber wood pyrolysis. This technology created with little cost and easy maintenance in operation order to produce a clean fuel gas. The gas fuel can be used directly with a Generator Set are developed in laboratory scale. This journal informs about the performance of the plants and the influence of some parameters. The results of this research can be concluded that the new technology is feasible for implemented in remote rural areas are does not able to access electricity and improvement the performance of these plants enable the development of better. Keywords: Pirolisys; Rubber wood; vacuum; gas

Abstrak Perubahan iklim, pemanasan global dan krisis energi merupakan isu yang sangat mengkhawatirkan di dunia pada saat ini, sehingga harus dicarikan solusi secara cepat dan berkelanjutan. Energi alternatif dan energi terbarukan merupakan salah satu alternatif untuk penyelesaian persoalan tersebut. Penelitian dan pengembangan metode untuk penyelesaian persoalan tersebut merupakan hal yang sangat penting untuk dapat segera menggantikan bahan bakar fosil seperti minyak, gas dan batu bara. Negara Amerika Serikat, Uni Eropa dan Jepang sudah menginvestasikan anggaran yang sangat besar untuk mengembangkan teknologi energi terbarukan untuk biomassa. Mereka menargetkan basis pabrik komersial skala besar dan global. Di samping itu, di negara-negara berkembang, terutama daerah desa terpencil akses untuk mendapatkan listrik belum semua merata. Untuk mengurangi atau mencegah dampak pemanasan global dan meningkatkan kelistrikan di daerah desa terpencil, maka diperlukan sebuah teknologi baru untuk pirolisis kayu karet. Teknologi ini dibuat dengan biaya yang murah dan pemeliharaan yang mudah dalam pengoperasiannya untuk bisa menghasilkan bahan bakar gas yang bersih. Bahan bakar gas tersebut bisa digunakan langsung dengan Generator Set yang dikembangkan dalam skala laboratorium. Jurnal ini menginformasikan kinerja alat dan pengaruh beberapa parameter kinerjanya. Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa teknologi baru ini layak intuk diterapkan di daerah desa terpencil yang tidak dapat mengakses listrik dan peningkatan kinerja alat ini sangat memungkinkan untuk dikembangkan lebih baik lagi. Kata kunci: Pirolisis; Kayu karet; hampa udara; bahan bakar gas 1.

Pendahuluan Dua isu global yang sering diperbincangkan dunia dan masyakarat indonesia adalah mengenai pemanasan global dan krisis energi. Krisis energi yang dampaknya langsung bisa dirasakan adalah fluktuatifnya harga bahan bakar. Hal ini dipengaruhi oleh kenyataan bahwa kebutuhan terhadap bahan bakar semakin meningkat pesat, sementara itu sumber bahan baku fosil di alam makin berkurang. Konsekuensinya adalah tanpa energi masyarakat akan kembali ke jaman purba kala. Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil juga berdampak bagi bumi kita. Penggunaan bahan bakar dari minyak dan batu bara disinyalir sebagai penyebab utama terjadinya pemanasan global. Pada situasi demikian, pirolisis biomassa telah mendapat perhatian yang sangat besar

dan juga penelitian tentang pirolisis semakin gencar dilakukan hingga saat ini. Amerika Serikat dan negara-negara Eropa telah membentuk kelompok kerja untuk pengembangan teknologi pirolisis Bioenergi, Badan Energi Internasional sejak tahun 1995 sampai sekarang masih melanjutkan pengembangan teknologi tersebut. Amerika Serikat juga telah melakukan program biomassa multi-year sejak tahun 2007. Dalam program ini, pirolisis biomassa kayu diposisikan sebagai salah satu teknologi kunci untuk produksi bio-fuel. Badan Energi Internasional dan Departemen Energy Amerika Serikat fokus pada pengembangan teknologi pirolisis cepat (fast Pyrolysis), karena produksi bio oil yang dihasilkan tinggi dan dapat diproduksi dengan metode pirolisis ini. Oleh karena itu,

57


berbagai upaya untuk teknik pengembangan sistem pasokan bahan baku yang berkelanjutan yang dibuat untuk menurunkan biaya produksi bahan bakar bio-fuel dengan harga bahan bakar fosil. Dengan demikian, alat pirolisis diperlukan dalam skala besar. Teknologi pirolisis sudah lama dikembangkan, tapi proses yang terjadi selama pirolisis tidak sepenuhnya dapat dijelaskan secara rinci sampai sekarang. Pirolisis adalah proses penguraian biomassa dengan metode pemanasan dari fase padat ke gas dan fase cair. Banyak pengujian yang telah dilakukan untuk menyelidiki hasil gas, arang dan tar dengan berbagai metode pirolisis kayu pada masa sekarang ini. dan review jurnal juga telah dipublikasikan [2]. Di sisi lain, untuk pemahaman dasar dari proses pirolisis, parameter kimia kinetik proses dekomposisi termal diperoleh oleh beberapa peneliti, dan persamaan kinetik berasal dari bentuk yang disederhanakan. Hal ini juga diketahui bahwa kayu terdiri dari tiga komposisi utama, selulosa, hemiselulosa, dan lignin, tetapi ada banyak komposisi kecil lainnya yang terkandung di dalam biomassa, seperti ekstraktif organik dan mineral [4]. persamaan kinetik diidentifikasi untuk masing-masing komposisi utama [5], tetapi rasio komposisi bervariasi antara satu kayu dengan kayu lainnya, dan persamaan kinetik komposisi minor tidak tersedia. Akibatnya, tidak ada persamaan kinetik yang unik yang dapat mengungkapkan proses pirolisis secara keseluruhan. Negara-negara berkembang juga ambil bagian dalam memperlambat atau mencegah perubahan iklim, pemanasan global dan dalam mengatasi krisis energi bersama-sama dengan negara-negara maju. Negaranegara berkembang memiliki rencana untuk mengembangkan energi terbarukan menggunakan sumber daya alam mereka. Namun, krisis energi menjadi semakin serius, karena negara-negara berkembang pasti akan menggunakan lebih banyak energi di masa depan dibandingkan tahun-tahun terakhir. negara berkembang memiliki masalah energi lain yang tingkat kelistrikan yang rendah. negara berkembang memiliki masalah energi lain yang tingkat kelistrikan yang rendah. Menurut estimasi oleh IEA pada tahun 2011 [6], rata-rata tingkat Kelistrikan di dunia adalah 80,5%. Namun, kelistrikan di negara berkembang adalah 75%. Terutama, di daerah desa terpencil, 32% masyarakat tidak dapat mengakses listrik. Melihat negara-negara ASEAN, kelistrikan di Indonesia adalah 76% pada tahun 2012, yang sangat rendah dari negara Asia lainnya, Vietnam (89,3%), Filipina (89,7%), Thailand (99,3%), Malaysia (99,4%), dan Singapura (100%). Kelistrikan di seluruh Indonesia masih rendah, namun, di daerah perkotaan seperti Jakarta dan sumatera Utara lebih dari 90% dari orang-orang dapat mengakses listrik, sementara hanya 50% dari wilayah masyarakat pedesaan dapat mengakses listrik. Di daerah perkotaan, listrik biasanya dipasok melalui jaringan listrik dari pembangkit listrik skala besar. Banyak daerah pedesaan di negara-negara berkembang tidak dapat dijangkau jaringan listrik. Membangun jaringan listrik untuk daerah pedesaan, yang baru, tidak efisien dan terlalu mahal. Oleh karena itu, sistem pembangkit jaringan listrik mendapat perhatian

yang besar untuk meningkatkan kelistrikan di daerah pedesaan, karena efisiensi dan mudah. Namun, seperti yang dijelaskan di atas, teknologi biomassa skala besar canggih yang dikembangkan oleh Amerika Serikat dan negara-negara Eropa tidak selalu diperlukan untuk daerah desa terpencil, karena pemeliharaan yang rumit sehingga tidak tersedia tenaga yang handal dalam pemeliharaan teknologi tersebut. Sistem yang sederhana dan pemeliharaan yang mudah yang diperlukan di daerah desa terpencil. Ada beberapa metode untuk membuat reaktor hampa udara atau kondisi udara yang sangat kecil untuk proses pirolisis kayu. Metode pertama Menghilangkan udara dalam reaktor pirolisis dengan mengisi gas inert seperti nitrogen, metode kedua yaitu kondisi oksigen yang sangat sedikit dengan cara menumpuk bahan baku diatas bahan bakar, dan metode lainnya dengan kondisi hampa udara yaitu dengan memindahkan udara dalam reaktor dengan menggunakan pompa vakum yang banyak digunakan untuk biomassa pirolisis. Dua metode sebelumnya sangat cocok untuk sistem skala besar demi efisiensi yang tinggi. Namun, dibutuhkan proses kembali untuk membersihkan produk pirolisis, seperti menghilangkan partikel halus, atau membersihkan bio oil [15,16]. Di sisi lain, proses vacum pirolisis telah dikembangkan untuk mengkonversi biomassa untuk bio fuel. Beberapa kelemahan yang ditunjukkan untuk keperluan industri, tetapi meskipun memiliki kekurangan, vakum pirolisis memang memiliki keuntungan yang menarik: produksi minyak bersih dan penggunaan bahan baku dalam ukuran yang besar [6]. Penelitian ini bertujuan meningkatkan kelistrikan di daerah desa terpencil menggunakan generasi mesin gas pirolisis. Sebuah teknologi baru dari pirolisis kayu karet dengan metode pengosongan udara sebelum proses berjalan, metode ini memberikan keuntungan yaitu memperoleh gas yang bersih dari campuran udara, sehingga dapat digunakan untuk mesin generator gas. Dalam teknologi baru pirolisis ini, tidak diperlukan perlakuan awal untuk bahan baku dan perlakuan akhir untuk gas pirolisis tersebut, dan sistem ini sederhana dan sedikit perawatan. Dalam paper ini, kinerja sistem pirolisis dievaluasi dengan serangkaian percobaan.

2. Material, alat dan prosedur penelitian 2.1. Material Di wilayah sumatra banyak terdapat perkebunan karet baik perusahaan maupun perorangan. Pohon karet yang sudah tua dan tidak mampu menghasilkan karet lagi, maka akan ditebang. Kayu tersebut kemudian diolah menjadi furniture dengan proses pengeringan yang terukur, sehingga kadar air yang dimiliki kayu karet dapat dikurangi sampai batas minimum. Penelitian ini menggunakan kayu karet sisa dari pengolahan pabrik furniture yang tidak bisa dimanfaatkan lagi, karena potongan-potongan kayu tersebut bervariasi. Oleh karena itu penulis ingin memakai kayu karet tersebut untuk dijadikan sampel proses pirolisis. Pada penelitian ini sampel kayu karet yang diuji pada tabung reaktor adalah 5 kg, 3 kg, 1 kg dan 0.1 kg per proses. Beberapa potongan-potongan kayu yang ditunjukkan pada

58


Gambar. 2.1. Potongan dimensi dirangkum dalam Tabel 2.1

melewati tabung air tersebut gas yang sudah difilter menghasilkan gas yang bersih tanpa adanya kotoran hasil pirolisis. Sebelum memulai eksperimen, ruang reaktor, kondensor (perangkap tar), tabung air (perangkap CO2) dan tangki penyimpanan gas di vakum menggunakan pompa vakum hingga - 0,02 MPa (-0,2 atm). Kemudian, katup antara ruang reaktor dan kondensor (perangkap tar) tar ditutup. T1, T2, dan T3 yang ditunjukkan pada Gambar 1 (b) menunjukkan posisi di mana Thermokopel tipe K dipasang. Timbangan Pressure Gauge

katup

T1

T2

Gambar.2.1. Potongan kayu dari pabrik furnitur

No kayu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tabel 2.1. Dimensi potongan kayu dari pabrik furnitur Tinggi Lebar Panjang (mm) (mm) (mm) 127 85 30 100 85 30 83 85 28 70 85 32 65 85 32 54 85 29 41 85 30 35 85 32 30 85 30 22 85 30

2.2. Alat pengujian pirolisis kayu dan bagianbagiannya Alat pengujian pirolisis kayu dikembangkan di laboratorium. Alat tersebut ditunjukan pada gambar 2.2. Sistem ini memiliki 5 komponen utama yaitu tungku pembakaran, tabung reaktor, kondensor, tabung filter dan tempat tabung penyimpanan gas yang ditunjukkan dari kiri ke kanan. (gambar 2.2a) reaktor hampa udara ditempatkan di dalam tungku pembakaran. Ruang reaktor terbuat dari pipa stainless steel dengan diameter dalam adalah 254,0 mm, ketebalan dinding adalah 13,0 mm, dan tinggi adalah 500,0 mm. Pada bagian atas ruang reaktor dipasang penutup yang diikatkan dengan baut untuk bisa membuka bagian atas dari reaktor, sebelum memasukkan kayu karet kedalam reaktor harus dipastikan tidak ada material arang sisa pirolisis atau material lainnya. Semua komponen dari sistem terhubung dengan pipa stainless steel diameter ½ inci. Dalam kondensor, gas yang mengandung uap tar didinginkan dengan air yang mengalir sehingga terjadi kondensasi dan tar yang terkondensasi akan mengendap di bagian bawah kondensor. Karbondioksida dan unsur kimia lain yang tidak terkondensasi akan melewati tabung air secara langsung bersentuhan, sehingga semua Carbondioksida dapat mengendap dan bercampur dengan air, setelah

Air

Tabung penyimpanaan gas

T1

Kay

Desain sistem alat pengujian Tabung Reaktor

Tabung penyimpanan Gas

Tungku Kondensor

Tabung Filter

Gambar 2.2. Konstruksi alat penelitian 2.3. Langkah-langkah penelitian Adapun langkah-langkah dalam penelitian ini sebagai berikut: 1. Potongan-potongan kayu sejumlah (5 kg, 3 kg, 1 kg, dan 0,1 kg) dimasukkan kedalam tabung reaktor 2. Dua buah termokopel tipe K dipasang di dalam tabung reaktor yaitu pada bagian bawah dan atas. Kemudian tabung reaktor ditutup dengan tutup stainless steel dan dikunci dengan baut untuk mencegah kebocoran. Selanjutnya pada bagian atas penutup dipasang termokopel tambahan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2a. 3. Katub yang menghubungkan ke tabung penyimpanan gas ditutup, kemudian tabung di vacuum terlebih dahulu untuk membuang udara di dalam tabung, agar gas yang dihasilkan tidak terkontaminasi dengan udara. Selanjutnya Tabung reaktor, Kondensor, tabung filter dan pipa penghubung juga divacuum dengan pompa vacuum

59


4.

5.

6. 7. 8.

9.

untuk menghilangkan udara pada alat pengujian. Tekanan di dalam alat pengujian setelah di vacuum berada pada -0.08 MP atau 0.02 pada tekanan absolut. Setelah semua di vacuum dilakukan pengecekan untuk memastikan bahwa tidak ada kebocoran yang menyebabkan udara kembali masuk kedalam alat pengujian. Setelah dipastikan tidak ada kebocoran semua katup pada alat penelitian di tutup. Berat tabung yang sudah berisi 5 kg potongan kayu karet di ukur dengan timbangan digital dengan presisi 50 gram selama dilakukan penelitian. Tabung reaktor yang berisi kayu tersebut dipanaskan dari tungku pembakaran yang terletak dibawahnya dengan menggunakan bahan bakar kayu karet juga. Temperatur pada tiga titik, tekanan dan penurunan massa dari kayu di ukur setiap menit. Pemanasan di tungku pembakaran di jaga api agar tetap stabil dan merata. Setelah tekanan di dalam tabung reaktor mencapai tekanan (0.1 atau 0.2 MPa), maka katup antara tabung reaktor dan kondensor dibuka pelan-pelan agar tidak terjadi penurunan tekanan dibawah tekanan yang diharapkan, kemudian tekanan dijaga konstan sampai berakhirnya penelitian. Penelitian dianggap selesai apabila pada timbangan digital tidak terjadi lagi penurunan massa. Setelah proses pirolisis selesai, arang di dalam tabung reaktor, tar yang mencair di kondensor serta massa gas yang dihasilkan di dalam tabung penyimpanan di timbang menggunakan timbangan digital.

Sistem ini ditandai dengan menghilangkan udara pada alat sebelum proses pirolisis dimulai, pada saat proses pirolisis dimulai pompa vacuum tidak dipergunakan lagi. Hal inilah yang dimaksud dengan metode hampa udara pada jurnal ini. Sistem ini berbeda dengan pirolisis vacuum, dimana selama proses pirolisis kontinu di vacuum. [8]

sekitar 603 °C. Proses pirolisis selesai setelah 100 menit berjalan. Temperatur pada bagian atas ruang di dalam tabung reaktor lebih rendah dari suhu di bagian bawah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 (T2). Temperatur maksimum 345 °C pada menit 63 menit, tidak seperti temperatur di bagian bawah yang mengalami penurun tiba-tiba. Kemudian, suhu secara bertahap menurun sampai berakhirnya pengujian. Temperatur di atas permukaan tutup tabung reaktor ditunjukkan pada Gambar 2 (T3). Kenaikan temperatur dengan waktu hampir mengikuti grafik pada temperatur bagian atas, walaupun nilai maksimum lebih rendah yaitu 256 0C pada menit 63. Pada Gambar 3, perubahan temperatur dari tiga titik pengukuran temperatur dengan perbedaan 0,1 dan 0,2 MPa tidak terdapat perbedaan yang signifikan. Dapat disimpulkan bahwa tekanan tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap perubahan temperatur.

Gambar 2. Pengukuran temperatur rata-rata pada tiga titik (T1, T2, T3), pengujian kayu karet 5 kg dan tekanan 0.1 MPa

3.

Hasil Pengujian Data hasil penelitian yang diukur dan diamati adalah Temperatur, tekanan dan penurunan massa . Setelah percobaan, massa arang, tar dan gas diukur. Berikut hasil penelitian yang ditunjukkan pada subbagian dibawah ini. 3.1. Temperatur Suhu diukur di tiga titik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2. Pengukuran temperatur di tiga titik yang ditunjukkan pada Gambar 2, untuk kasus kayu 5.0 kg dan tekanan tabung reaktor 0,1 MPa. Pada kondisi yang sama, tiga percobaan dilakukan. hasil penelitian rata-rata ditunjukkan pada gambar 2. Pada Gambar 2 (T1), suhu di bagian bawah tabung reaktor diplot sebagai fungsi waktu (menit) setelah tungku pembakaran dipanaskan. Pada bagian bawah diluar tabung reaktor api membakar secara langsung. Temperatur bagian bawah dalam tabung reaktor meningkat hampir linear terhadap waktu hingga temperatur 389 °C. Lalu, temperatur turun kembali hingga 2440C. Setelah penurunan tersebut, temperatur perlahan naik kembali ke grafik semula. Namun, setelah temperatur 497 °C, kenaikan temperatur cenderung lambat kenaikannya dan mencapai maksimum

Tekanan 0.1 MPa

Tekanan 0.2 MPa

Gambar 3. Pengukuran temperatur rata-rata pada tiga titik (T1, T2, T3) pada tekanan 0.1 MPa dan 0.2 MPa.

60


Gambar 4. tekanan vs waktu dalam tabung reaktor untuk 0.1 MPa dan 0.2 MPa dan 5 kg kayu karet.

3.2. Tekanan Pressure gauge di tabung reaktor diplot sebagai fungsi waktu pada Gambar 4. tekanan awal tabung setelah di vacuum adalah -0,09 MPa. Selama 8 menit pada awal percobaan, tekanan tidak mengalami perubahan, menit ke 8 sampai menit ke 15 kenaikan tekanan masih lambat, setelahnya kenaikan tekanan naik drastis sampai tekanan 0.1 MPa atau 0.2 MPa. Sebelum katup terbuka pada tekanan 0,1 MPa, perubahan tekanan kedua variasi (0.1 MPa dan 0.2 MPa) waktu harus sama dalam kedua kasus. Kenaikan tekanan dari tabung reaktor dapat disebabkan oleh dekomposisi termal dari potongan kayu menjadi gas pirolisis dan ekspansi termal gas di dalam tabung reaktor. Tekanan dari tabung reaktor dipertahankan konstan 0,1 atau 0,2 MPa lebih dari 100 menit, sampai proses pirolisis dalam tabung reaktor selesai. 3.3. hasil proses pirolisis Setelah proses pirolisis selesai dalam tabung reaktor tersebut yang ditandai oleh tidak adanya penurunan berat berbanding waktu. Kemudian, arang dalam tabung reaktor, tar dalam kondensor, dan gas dalam tabung penyimpanan masing-masing di timbang. Perlu diketahui bahwa gas yang tersimpan di dalam

tabung penyimpanan tidak semua gas yang dihasilkan oleh proses pirolisis, karena sejumlah karbon dioksida dan unsur kimia lain telah dihapus oleh tabung filter. hasil timbangan disajikan dalam Tabel 1. Dalam tabel ini, nilai dalam kurung adalah persentase. Dari Hasil pirolisis dengan kayu 5.0 kg dapat dilihat bahwa hasil dari tar, arang , dan gas masingmasing sekitar 40%, 30%, dan 30% dari berat kayu. Alat pengujian ini menghasilkan tar sedikit lebih tinggi daripada hasil lainnya. 4.

Pembahasan Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kelistrikan di daerah des terpencil, salah satu alat pengujian dari sistem pirolisis kayu telah dikembangkan berdasarkan pada teknologi baru dalam skala laboratorium. Dalam rangka untuk memastikan penggunaan yang berkelanjutan, peralatan yang mudah pemeliharaan tidak bisa dihindari. Berdasarkan konsep ini, alat tersebut dibuat dan kinerjanya dievaluasi. Berbeda dengan metoda pirolisis lain yang menggunakan bahan baku ukuran kecil seperti pelet kayu dan dengan proses pirolisis cepat, alat ini menggunakan potonganpotongan kayu yang agak besar dan proses pirolisis lambat. Oleh karena itu, ada beberapa faktor yang mendominasi kinerja alat pirolisis ini. Dalam subbagian berikutnya, faktor-faktor tersebut akan dibahas.

Tabel 2. Hasil pirolis 5 kg kayu dan tekanan 0.1 MPa dan 0.2 MPa. Tekanan( MPa)

Tar kg (wt%)

Arang kg (wt%)

Gas kg (wt%)

CO2 & gas lainnya kg (wt%)

0.1

1.96 (39.2)

1.43 (28,6)

1.13 (22.6) (32.2)*

0.47 (9.6)

0.2 2.00 (40.4) 1.53 (30.6) * CO2 dan gas lainnya telah di filter di tabung filter.

1.18 (23.6) (29.4)*

0.39 (5.8)

Berat kayu (Kg) 5

4.1. Pengaruh Tekanan Tekanan tabung reaktor dimonitor selama percobaan. Setelah tekanan tabung reaktor mencapai tekanan 0,1 MPa, atau 0,2 MPa tekanan tabung reaktor dipertahankan konstan pada level tersebut sampai proses pirolisis berakhir. Ini dimaksudkan bahwa potonganpotongan kayu dapat mengalami dekomposisi termal di bawah tekanan konstan. Seperti yang terlihat pada Gambar 3, meskipun tekanan tabung reaktor berubah antara 0,1 MPa dan 0,2 MPa, suhu di tiga titik dari tabung reaktor bervariasi sama terhadap waktu. Selain itu, hasil pirolisis ditunjukkan pada Tabel 2 mengindikasikan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara dua tingkat tekanan. Hal ini dapat diambil dari hasil pengujian bahwa tekanan tabung reaktor hingga 0,2 MPa tidak mempengaruhi proses dekomposisi termal kayu di dalam tabung reaktor.

Tabel 2 Komposisi kimia penyusun gas hasil pirolisis Massa Kayu (kg)

Gas vol% 1

3

5

H2

17.1

19.5

19.8

CH4

32.2

37.7

36.6

CO

28.9

22.1

18.6

CO2

21.8

20.7

14.9

4.2. Pengaruh massa kayu Massa kayu yang dimasukkan ke dalam tabung reaktor menjadi salah satu faktor yang paling dominan untuk menentukan kinerja dari alat pengujian. Massa kayu 5.0 kg yang diisi ke dalam tabung reaktor kurang lebih setengah dari total ketinggian tabung. Kemudian, tabung reaktor diletakkan ke dalam tungku pembakaran hingga kedalaman 300,0 mm dari bawah tabung reaktor.

61


Ini berarti bahwa semua potongan-potongan kayu masuk ke dalam tungku pembakaran. Untuk massa kayu 0,1 kg, 1,0 kg, dan 3,0 kg pengujian juga dilakukan untuk melihat pengaruh massa kayu terhadap produk pirolisis, dengan pengujian tekanan pada 0,2 MPa. Tingkat pemanasan hampir sama dalam empat kasus termasuk massa kayu 5.0 kg. Tiga hasil pirolisis utama diplot sebagai fungsi dari massa kayu pada Gambar 5. Untuk massa kayu lebih dari 1,0 kg, tiga hasil yang sensitif terhadap tuduhan kayu. Namun, perlu dicatat bahwa unuk pengujian 0,1 kg massa kayu, hasil tar secara signifikan rendah sementara hasil gas sangat tinggi Alasan berikut dapat dipertimbangkan untuk fakta berikut. Berat kayu 0,1 kg adalah volume yang sangat kecil dibandingkan dengan volume dari tabung reaktor. ketika gas mulai menguap dari kayu, volume gas yang menguap tidak mampu menaikkan tekanan hingga 0.2 MPa, sehingga uap gas dipanaskan terus hingga lebih dari 5000C, yang mengakibatkan perubahan komposisi kimia dan menghasilkan gas kompresibel semakin meningkat.

Gambar 5. Hasil pirolisis vs massa kayu 4.3. Komposisi gas Komposisi utama dari hasil pirolisis kayu biasanya hidrogen, metana, karbon monoksida, dan karbon dioksida. produk gas dari massa kayu 1,0, 3,0, dan 5,0 dianalisa dengan gas kromatografi. Hasil pengujian ditampilkan dalam Tabel 2. Seperti yang terlihat dalam tabel ini, rasio komposisi empat gas tidak berpengaruh secar signifikan terhadap massa kayu. Komposisi utama yaitu gas metana. Sedangkan komposisi gas lain hampir sama volumenya. Konsentrasi metana sangat tinggi dibandingkan dengan hasil peneliti lain [1], di mana konsentrasi metana diberikan dalam wt%, dan dikonversi menjadi 15,5% vol dengan perhitungan. percobaan pirolisis dilakukan oleh peneliti lain menggunakan kayu karet sama dengan yang digunakan dalam penelitian ini, tetapi potongan-potongan kayu berukuran kecil yaitu kurang dari 10,0 mm kubik, dan peralatan yang digunakan berbeda yang dapat dipanaskan sampai 900 °C. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa proses pirolisis memproduksi gas dengan kandungan metana dari 17,6%, 19,8%, 18,0% dan 10,1% pada pirolisis temperatur dari 600 °C, 700 °C, 800 °C, dan 900 °C, [19,20]. Hal ini tidak jelas mengapa alat pengujian ini dapat menghasilkan gas yang kaya metana. Dua faktor dapat

dipertimbangkan untuk alasan tersebut. Salah satunya adalah jenis kayu dan yang kedua adalah sistem pirolisis. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memperjelas masalah ini. Selain itu, nilai kalor dari gas yang dihasilkan oleh alat pengujian ini dihitung sebesar 9,7 MJ / kg dari hasil di Tabel 1 dan 2. nilai kalor gas ini juga lebih tinggi dari gas kayu pirolisis lainnya [21]. Jika karbon dioksida benar-benar dihapus oleh tabung filter, nilai pemanasan naik ke 19,0 MJ / kg. Ini hampir sama dengan nilai kalor kayu kering [11]. 5. Kesimpulan Terdapat beberapa kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil pengujian ini yaitu: - Alat ini ditandai dengan metode hampa udara di dalam alat sebelum proses pirolisis berjalandi mana kayu mengalami dekomposisi termal dalam ketiadaan oksigen. - Tingkat tekanan tabung reaktor di kondisikan pada 0,1 MPa dan 0,2 MPa dimana hasil proses pirolisis tidak berbeda secara signifikan hasil pirolisis dari tar, arang, dan gas. - Massa kayu 1,0 kg, 3,0 kg dan 5,0 kg diuji di tabung reaktor tidak mempengaruhi hasil pirolisis. - Namun untuk massa 0,1 kg massa kayu menghasilkan kandungan gas yang lebih tinggi dibandingkan dengan tar dan arang. Hal ini dapat asumsikan sebagai hasil dekomposisi kedua dari tar. Selain itu, hasil ini menunjukkan bagaimana untuk mengembangkan dan memodifikasi alat untuk hasil gas yang lebih tinggi. - Alat ini menghasilkan lebih banyak gas pirolisis Metana. Sebagai hasilnya, nilai panas dari gas pirolisis adalah sekitar 9,7 MJ / kg untuk gas, namun apabila karbondioksida dan gas lain benar-benar dapat difilter secara maksimal di tabung filter, maka nilai energinya dapat mencapai 19,0 MJ / kg. Daftar pustaka [1] M. Bajus, “Pyrolysis of Woody Material,” Petroleum & Coal, Vol. 53, No. 3, 2010, pp. 207214. [2] A. Demirbas, “Biorefineries: Current Activities and Future Developments,” Energy Conversion and Manage- ment, Vol. 50, No. 11, 2009, pp. 27822801. http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2009.06.035 [3] B. M. Wagenaar, W. Prins and W. P. M. Swaaij, “Flash Pyrolysis Kinetics of Pine Wood,” Fuel Processing Technology, Vol. 36, No. 1-3, 1993, pp. 291-298. http://dx.doi.org/10.1016/0378-3820(93)90039-7 [4] P. Wild. “Biomass Pyrolysis for Chemicals,” Doctor Thesis, University of Groningen, Groningen, 2011. [5] L. Gasparovic, Z. Korenova and L. Jelemensky, “Kinetic Study of Wood Chips Decomposition by TGA,” Pro-ceedings of 36th International Conference of Slovak So-ciety of Chemical Engineering, Tatranské Matliare, 25-29 May 2009, pp. 178-1-178-14.

62


[6] World Energy Outlook 2011, International Energy Agency, 2011. http://www.worldenergyoutlook.org/resources/ener gydevelopment/accesstoelectricity/ [6] M. Ringer, V. Putsche and J. Scahill, “Large-scale Pyro- lysis oil production: A Technology Assessment and Economic Analysis,” Technical Report NREL/TP-510-3779, National Renewable Energy Laboratory, US Department of Energy, November 2006. [7] A. V. Bridgwater, “The Future for Biomass Pyrolysis and Gasification: Opportunities and Poslicies for Europe,” 2002. http://ec.europa.eu/energy/renewables/studies/doc/b ioenergy/2002_report_p536.pdf [8] M. Garcia-Perez, P. Lappas, P. Hughes, L. Dell, A. Cha- ala, D. Kretschmer and C. Roy, “Evaporation and Combustion Characteristics of Biomass Vacuum Pyrolysis Oils,” IFRF Combustion Journal, 2006, Article ID: 200601. [9] L. Fagbemi, L. Khezami and R. Capart, “Pyrolysis Products from Different Biomasses: Application to the Ther- mal Cracking of Tar,” Applied Energy, Vol. 69, No. 4, 2001, pp. 293-306. http://dx.doi.org/10.1016/S0306-2619(01)00013-7 [10] T. B. Read, E. Anselmo and K. Kircher, “Testing & Modeling the Wood-Gas Turbo-Strove,” Thermochemical Biomass Conversion Conference, 17-20 September 2000, Tyrol, pp. 693-704. [11] Biomass Energy Data Book, US Department of Energy, Appendix A, 2011. http://cta.ornl.gov/bedb/index.shtm

63


TEKNIK WATERMARKING ADAPTIF MENGGUNAKAN MICRO GENETIC ALGORITHM Hardisal1, Muhammad Zarlis2, Erna Budhiarti Nababan3 Programstudi Pascasarjana Teknik Informatika Universitas Sumatra Utara1 E-mail: [email protected] Dosen Pascasarjana Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi USU2 Jl. Universitas No.9 Kampus USU Dosen Pascasarjana. Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi USU3 Jl. Universitas No.9 Kampus USU

Abstrak Citra digital sangat rentan terhadap perlakuan pengolahan kembali, seperti pemampatan, penyaringan, pengaburan, dan sebagainya. Pada citra yang mengandung watermark, pengolahan kembali tentunya dapat merusak eksistensi watermark di dalamnya. Kekukuhan watermark dalam citra asli dapat ditingkatkan melalui pemilihan teknik-teknik penyisipan yang tepat. Salah satunya dengan menggunakan teknik transformasi citra seperti discrete wavelete transform atau DWT. Namun penentuan skala penyisipan (gain) bagi watermark menjadi sangat krusial, karena dengan nilai gain yang besar akan membuat kualitas visual citra dapat berkurang. Sebaliknya, nilai gain yang terlalu kecil membuat watermark akan sukar untuk dideteksi. Penggunaan teknik cerdas seperti micro genetic algorthm dapat memberika solusi dalam menentukan nilai penskalaan ini. Sehingga kualitas visual citra dapat dijaga dan watermark di dalamnya dapat dipertahankan. Kata kunci: citra, watermarking, watermark, micro-GA, DWT, PSNR, NC.

1. Pendahuluan Terdapat permasalahan pada teknik watermarking yang hingga saat ini masih ramai dibicarakan, yaitu adanya konstrain antara kualitas visual citra (imperceptibility), kekukuhan watermark dalam citra (robustness), kapasitas pesan yang mampu ditampung (capacity), dan keamanan data (security). Untuk tujuan tertentu, ada kalanya aspek imperceptibility lebih diutamakan, atau pada tujuan yang lain kebutuhan robustness menjadi lebih penting, demikian halnya dengan aspek kapasitas dan kemanan. Pastinya hingga saat ini masih sulit untuk mencapai keempat aspek tersebut secara bersamaan. Penyisipan watermark ke dalam citra asli diartikan sebagai usaha merubah sebagian atau keseluruhan nilai piksel dalam citra asli karena telah ditumpangi oleh watermark. Akibatnya pada citra asli akan mengalami degradasi secara visual. Teknik watermarking yang baik akan selalu berusaha meminimalisisr degradasi visual pada citra asli. Usaha untuk mempertahankan kualitas visual citra ini dimaksud dangan impercetibility. Selain itu, aspek penting lainnya yang menjadi perhatian peneliti adalah kekukuhan (robustness) watermark di dalam citra asli [1]. Robustness dapat diartikan sebagai kondisi yang mendeskripsikan eksistensi watermark dalam citra asli setelah citra asli dikenakan perlakuan (serangan). Karena tidak dapat dipungkiri bahwa citra digital sangat rentan terhadap pengolahan kembali, seperti

pemampatan, penyaringan, pengaburan, pemotongan, dan sebagainya. Penyisipan watermark ke dalam citra melalui ranah spasial dinilai mudah untuk mengendalikan aspek visual dan kapasitas, namun kurang efektif dalam mempertahankan kekukuhan watermark. Sebaliknya, penyisipan dengan ranah transformasi dapat meningkatkan kekukuhan watermark, namun cenderung kehilangan kendali terhadap aspek visual, dan beban komputasinya relatif tinggi [2]. Oleh karena itu, peneliti mulai memperkenalkan teknik-teknik cerdas untuk mencari solusi terkait konstrain pada watermarking. Misalnya [3] memperkenalkan genetic pixel selection (GPS), genetic band selection (GBS), genetic codebook partition (GCP), dan genetic index assignment (GIA). Kemudian [4] menggunakan algortima genetika (genetic algorithm atau GA) untuk mengevaluasi fitur saat proses penyisipan. Kedua peneliti ini menggunakan citra keabuan (grayscale) sebagai objek penelitiaanya. Selanjutnya ada [5] yang melakukan penyisipan watermark pada citra warna dengan bantuan GA. Mereka mengklaim bahwa metode mereka sebagai satu-satunya yang menggunakan GA pada citra warna pada saat itu. Namun diakui bahwa metode yang mereka ajukan memerlukan waktu komputasi yang cukup besar. Penggunaan algoritma genetika umumnya membutuhkan beban komputasi yang besar, dikarenakan harus membangkitkan sejumlah populasi

64


untuk mewakili solusi-solusi alternatif yang dievaluasi disetiap proses iterasi operator genetik. Pada watermarking hal ini sagat memberatkan, apalagi jika harus mengolah data citra yang besar, ditambah jika teknik watermarking menggunakan ranah transformasi, tentunya beban komputasi menjadi bertambah. Di sini penulis akan mencoba menjelaskan penggunaan micro genetik algorithm (micro-GA) dalam teknik watermarking. Istilah micro-GA [6], lebih ditekankan pada penggunaan jumlah populasi relatif kecil yakni lebih kecil dari 10 populasi. Dengan demikian, beban komputasi tentunya menjadi lebih ringan jika dibandingkan dengan penggunaan populasi yang lebih besar. Disamping itu, pada micro-GA, penggunaan tipe-tipe operator dan penerapan strategi tertentu turut menentukan kesuksesan dalam pencarian solusi scara cepat dan tepat. Penerapan micro-GA yang akan diulas di sini berdasarkan pada teknik watermarking sebelumnya [7] menggunakan discrete wavelet transform, dan penggnaan micro-GA ditujukan saat penyisipan watermark yang berfungsi untuk mencari nilai gain penyisipan yang tepat yang akan menyesuaikan pada kebutuhan mempertahankan kualitas citra (imperceptibiliy) dan menguatkan watermark (robustness).

Gambar 1. Perubahan koordinat RGB ke HSV Ruang warna saturasi (S) dari citra di atas dipilih untuk ditransform dengan DWT sebanyak 4 tingkat. Setiap tingkat transformasi DWT akan menghasilkan 4 citra yang serupa namun dengan koefesien yang berbeda. Koefesien tersebut disebut koefesien aproksimasi (cA), horizontal (cH), vertikal (cV), dan detail (cD) [8]. Di setiap tingkat citra mengalami perubahan dimensi menjadi (M/2, N/2). Citra cA hasil transformasi tingkat pertama akan ditransform ke tingkat selanjutnya yang menghasilkan empat citra cA, cH, cV, dan cD baru lagi dengan dimensi yang lebih kecil, begitu seterusnya sampai tingkat empat. Ilustrasi transformasi DWT ini ditunjukkan oleh Gambar 2. Citra cA, cH, cV, dan cD level 4 didekomposisi membentuk sub citra baru berdimensi 32×32 (Gambar 3). Citra dekomposisi inilah yang akan digunakan sebagai media penyisipan watermark nantinya.

2. Metode dan Analisis Teknik penyisipan watermark ke dalam citra dilakukan melalui tahapan-tahapan utama, yakni: (1) Transformsi citra menggunakan DWT; (2) Enkripsi watermark dengan ACM; dan terkahir (3) Penyisipan watermark dengan assesment micro-GA. 2.1 Transformsi cira asli dan enkripsi watermark Ctra yang digunakan dalam teknik watermarking ini adalah citra warna RGB (red, green, blue) berdimensi 256×256×3 dengan format berkas TIFF (tagged image file format). Pertama-tama citra RGB ini ditranformasikan ke koordinat warna HSV (hue, saturation, value) seperti ditunjukkan oleh Gambar 1.

Gambar 2. Ilustrasi transformasi DWT pada citra host (a) Citra RGB

(c) Citra hue

(b) Citra HSV

(d) Citra saturasi

(e) Citra value

Gambar 3. Citra dekomposisi wavelet level 4 untuk citra paprika

65


Sementara itu, watermark dipersiapkan berupa citra biner berdimesi 32×32. Agar lebih memberikan efek kekukuhan watermark terhadap serangan perlakuan citra, sebelumnya watermark dienkripsi terlebih dahulu menggunakan teknik enkripsi chaos Arnold’s cat map [9]. Enkripsi juga bertujuan untuk mengamankan data pesan (watermark) dari pengaksesan yang tidak berhak. Watermark teracak

(a)

(b)

Gambar 4. Watermark, (a) asli, (b) terenkripsi. Gambaran risngkas tahapan-tahapan watermarking ini diilustrasikan oleh Gambar 5. Sekarang mari kita lanjutkan pembahasan kita pada penggunaan micro-GA dalam menentukan faktor skala penyisipan yang dibutuhkan. Watermark (32×32)

Citra host RGB (256×256×3) Konversi RGB  HSV

Hue (256×256)

Saturation (256×256)

Enkripsi ACM Value (256×256)

dari kedua buah citra (citra dekomposisi wavelet dan watermark acak) akan dibagi dalam blok-blok piksel. Adapun pembentukan blok dilakukan secara sederhana, dengan membagi citra ke dalam 16 buah blok yang tidak tumpang tindih. Sehingga masingmasing blok mempunyai 8×8 piksel seperti diilustrasikan pada Gambar 6. Untuk selanjutnya, setiap blok piksel akan berkorespondensi satu-satu dengan himpunan nilai gain. Jadi diperlukan sebanyak 16 buah nilai gain. Nantinya himpunan 16 buah nilai gain inilah yang akan mebentuk kromosom dari individu dalam perhitungan dengan micro-GA, dan akan diinpeksi menurut nilai fitnes yang diperoleh. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

1

2

3

4

5

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Blok 2

Blok 3

Blok 4

Blok 5

Blok 6

Blok 7

Blok 8

Blok 9

Blok 10

Blok 11

Blok 12

Blok 13

Blok 14

Blok 15

Blok 16

Gambar 6. Ilustrasi blok citra Inspeksi penyisipan dengan micro-GA Penguat ? (4×4)

16 blok citra 8×8 nonoverlapping

16 blok citra 8×8 nonoverlapping

Konversi HSV  RGB

Dengan demikian, persamaan penyisipan dijelaskan sebagai berikut. Misalkan blok citra asli adalah Hbi, blok watermark adalah Wbi, serta besaran gain adalah αi, dan i = 1,...,16, maka citra hasil penyisipan Iw didefiniskan sebagai: Iw  Hbi   iWb i

Invers DWT

Serangan (JPEG, Blur, Filtering, Noise)

7

Blok 1

DWT 4 tingkat

Citra dekomposisi wavelet (32×32)

6

Evaluasi PSNR dan NC

Citra watermarked (256×256×3)

Gambar 5. Skema watermarking 2.2 Penyisipan watermark dengan micro-GA Penyisipan watermark pada koefesien wavelet dengan bantuan micro-GA ditujukan untuk mencari nilai penguat (gain) watermark yang tepat, yang dapat menyesuaikan dengan kebutuhan transparansi dan kekukuhan watermark dalam citra asli. Pencarian skala energi watermark dengan micro-GA ini tidak hanya sebatas pada besaran nilai, namun juga diharapkan ada variasi menurut kelompok piksel tertentu. Untuk keperluan ini, terlebih dahulu piksel

(1)

Dalam hal ini Iw merupakan citra dekomposisi wavelet yang megandung watermark. Proses invers DWT perlu dilakukan untuk mengembalikan citra ke tampilan aslinya, termasuk mengembalikan format warna dari HSV ke RGB, sehingga hasil akhirnya adalah citra RGB yang mengandung watermark. Citra ter-watermark yang terbentuk, dalam penelusuran solusi genetika disebut sebagai individ.u. Sedangkan watermark dapat diekstrak dengan persamaan berikut.

Wekstrak 

Iwi  Hbi ai

(2)

Pertama-tama individu dibentuk melalui pembangkitan sejumlah populasi awal. Individuindividu yang terbentuk selama proses iterasi genetika merupakan citra ter-watermark hasil penyisipan menggunakan kromosom (himpunan

66


gain) yang ada. Sesuai dengan masalah yang dihadapi, micro-GA ditujukan untuk mencari nilai gain α sebagai penguat watermark dalam citra. Dari fakta yang ada, koefesien α yang dibutuhkan adalah sebanyak 16 buah variasi nilai, sebuah nilai diperuntukkan untuk sebuah blok citra. Enambelas buah variasi nilai ini adalah gen-gen pembentuk kromosom yang akan menjadi solusi. Sebuah kromosom akan membentuk sebuah individu berupa citra watermarked setelah melalui prosedur penyisipan menurut persamaan 1. a. Kromosom

 5  9 13  6 10 14  7 11 15   8 12 16

(3)

Populasi awal dibangkitkan dengan membentuk sejumlah n buah matrik K, atau Kn, n adalah jumlah populasi. Adapun nilai α dibangkitkan secara acak pada interval [0 1]. b. Evaluasi fitness Evaluasi setiap individu dilakukan berdasarkan pada perhitungan peak noise-to-ratio (PSNR) dan normalize correlation (NC) yang diformulasikan ke dalam fungsi fitnes. Nilai PSNR (dalam satuan decibel atau dB) menggambarkan tingkat transparansi watermark di dalam citra, semakin besar nilai PSNR semakin bagus kualitas visual citra terwatermark, sebaliknya semakin kecil nilai PSNR menunjukkan citra ter-watermark mengalami degradasi (kualitas visual) yang besar. Umumnya nilai yang dinginkan lebih besar dari 30 dB. PSNR dapat dihitung melalui persamaan berikut.

PSNR( I , I ' )  10  log10

255 2 MSE ( I , I ' )

ED( I , I ' ) 

ED ( I , I ' ) M N

i  j ( I (i, j )  I ' (i, j )) 2 M

Jenis Serangan Kompresi JPEG

Bitdepth 8, quality: 90%, 70%, dan 45%.

2.

Blur

Average, Gaussian, unsharp.

3.

Median filtering

4.

Noise

5.

Scaling

6.

Cropping

Neighborhood: 3×3, 5×5, dan 8×8. Gaussian 0,002, Salt & pepper 0,007, dan speckle 0,007. Scaling factor: 0,6, 1,2 dan 1,6. Pemotongan tepi: 5%, 15%, 30%.

No.

N

(5) (6)

Sedangkan nilai NC mendeskripsikan tingkat distorsi yang dialami oleh watermark akibat adanya serangan (pengolahan) terhadap citra ter-watermark.

Intensitas

NC didapatkan dengan memeriksa kesamaan piksel citra watermark asli (W) dengan citra watermark yang terkena serangan (W’). Nilainya berkisar dalam range [0,1]. Dihitung dengan persamaan di bawah ini.

i  j W (i, j ) W ' (i, j ) NC (W , W ' )  M N i  j W (i, j ) 2 M

N

(7)

M dan N adalah dimensi citra, lalu i dan j adalah pasangan koordinat piksel citra. Setelah didapatkan nilai PSNR dan NC, maka dapat dilakukan evaluasi fitnes berdasarkan fungsi berikut: (8)

(4)

dimana, I merupakan citra asli, I’ adalah citra terwatermark. MSE (mean square error) didapatkan setelah dihitung selisih Euclidean distance antara dua citra, menurut persamaan: MSE ( I , I ' ) 

Tabel 1. Kategori serangan

1.

Pada kasus ini, kromosom dapat dituliskan sebagai matrik yang mengandung 4×4 buah gen masing-masing bernilai α seperti berikut.

 1  2 Kromosom    3   4

Ada 4 (empat) tipe serangan yang dikenakan. Masing-masing diberi 3 (tiga) intensitas yang berbeda-beda. Jadi ada total 12 serangan yang dikenakan untuk menguji kekuhan watermark dalam citra. Tabel 1 merangkum jumlah serangan yang diberikan.

PSNRC mewakili PNSR citra warna R, G, dan B. Lalu NCi mewakili nilai NC dari setiap watermark suspek (i = 1,...,22). Nilai konstan 5 ditujukan untuk mengimbangi nilai NC dengan nilai PSNR. Kemudian nilai f diberikan penskalaan sebesar fk untuk megantisipasi merosotnya diversitas populasi selama iterasi, k dipilih sangat kecil yaitu 1,005. Oleh karena itu, nilai fitnes akhir untuk evaluasi setiap individu adalah: fitnes = f1,005

(9)

Keseluruhan penyisipan melalui iterasi genetika dilakukan dengan operator dan parameter yang disajikan pada Tabel 2. Perbedaan micro-GA dengan

67


algoritma genetika pada umumnya terletak pada jumlah populasi yang digunakan, yakni lebih kecil dari 10 populasi. Sedangkan operator mutasi boleh ditiadakan. Untuk menjaga keberagaman gen selama iterasi diterapkan sekenario restart strategy atau pembangkitan populasi ulang dengan mempertahankan populasi terbaik sebelumnya.

Tabel 2. Operator dan parameter micro-GA Jumlah populasi

8

Pengkodean gen Jumlah gen per kromosom Strategi seleksi

real

Peluang crossover Peluang mutasi

0

Iterasi maksimum

10

Jumlah restart

20

c.

Tabel 3. Citra ter-watermark terbaik dan nilai PSNR No.

16 Turnamen dan elitism Two point arithmetic crossover 0,89

Operator crossover

yang lebih baik. Akhir dari iterasi micro-GA pada setiap percobaan didapatkan data-data sebagai berikut. Pertama, akan ditampilkan perbandingan citra asli dengan citra ter-watermark yang merupakan output utama dalam percobaan ini. Bersamanya juga turut disajikan perolehan nilai PSNR sebagai deskripsi kualitas citra ter-watermark dibandingkan dengan citra aslinya sebagaimana dirangkum pada Tabel 3.

Seleksi orang tua dan persilangan

Pemilihan orang tua menggunakan metode tournament selection dengan jumlah pasangan tour 2 (dua). Dari pasangan tour dilakukan prosedur kawin silang (crossover) menggunakan metode crossover arithmetic. Ditentukan dua titik persilangan atau twopoint-cut crossover. Nilai margin ditentukan acak dalam rentang nilai [0,0080 – 0,3550]. Persilangan akan terjadi jika peluang crossover Pc lebih besar dari 0,89. d. Restart strategy Restart strategy dilakukan dengan menentukan dua nilai ambang batas. Nilai ambang pertama adalah average distance atau nilai selisih rata-rata gen antar kromosom, dibatasi minimal 0,0125, jika gen-gen antar kromosom sudah mengalami rata-rata selisih lebih kecil dari nilai minimal, maka kromosom dianggap tidak mempunyai perbedaan yang berarti. Nilai ambang ke-dua, jumlah kromosom yang mempunyai selisih rata-rata sudah lebih kecil dari ambang batas dibatasi hanya sebesar 50%. Artinya jika ada 50% kromosom dalam populasi telah mengalami kekurangan diversity maka iterasi akan dihentikan dan restart strategy akan dialakukan. 3. Hasil dan Pembahasan Dari percobaan yang dilakukan, telah didapatkan data-data yang dapat memberikan gambaran tentang bagaimana pengaruh metode yang digunakan terhadap usaha menghasilkan sistem watermarking

Data uji

Citra asli Citra Host RGB

1.

Citra terwatermark

PSNR (dB)

Citra watermarking terbaik

Paprika

49,74 Citra Host RGB

Citra watermarking terbaik

2.

Baboon

57,55

9.

Gulagula

53,78

Hasil watermarking menunjukkan hasil relatif baik dalam hal menyembunyikan watermark di dalam citra. Hal ini ditandai oleh perolehan nilai PSNR yang rata-rata melampaui 50 dB seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3. Hal ini bermakna bahwa kandungan watermark di dalam citra tidak terlalu memperkeruh kualitas visual citra secara keseluruhan. Jika dilihat sepintas, hampir tidak ada cacat ataupun noda pada gambar yang diakibatkan oleh watermark. Nilai ini dapat dikatakan telah memenuhi kuaitas imperceptible yang pada umumnya diinginkan ≥ 40 dB. Namun, memang jika diperhatikan secara seksama, akan didapati bahwa terdapat sedikit degradasi warna dari piksel di area tertentu pada citra. Sangat disayangkan, bahwa metode yang telah dibangun masih memiliki kekurangan walaupun degradasi masih dapat ditolerir oleh pandangan mata. Data selanjutnya (Tabel 4) adalah gambar watermark hasil ektraksi dari citra suspek serangan beserta nilai NC. Data ini akan menunjukkan akibat yang ditimbulkan oleh serangan-serangan. Tabel 5 memberikan deskripsi luas terhadap pencapaian robustness dalam setiap percobaan. Dari data-data tersebut bisa dinilai bahwa watermark telah dapat dideteksi dengan baik dari citra suspek. Bahkan pada intensitas serangan tertentu hasilnya sangat memuaskan. Itulah hasil watermarking yang telah dilakukan dengan menggunakan DWT dan micro-GA. Individu terbaik telah didapatkan setelah proses iterasi

68


berakhir. Individu terbaik telah tumbuh dari kromosom (gain) terbaik pula. Sekumpulan nilai dalam kromosom juga akan berfungsi sebagai kunci rahasia yang diperlukan pada proses ekstraksi watermark dilakukan. Penggunaan micro-GA telah menunjukkan hasil yang baik. Hal ini tercermin data pengujian, dimana micro-GA telah berhasil melakukan adaptasi terhadap objek citra yang digunakan. Micro-GA dapat dianggap telah berhasil mendapatkan besaran gain α yang disesuaikan dengan objek citra. Nilai α menjadi penentu konvergensi antara kualitas citra dan kekukuhan watermark di dalamnya.

14.

Scaling 2

0,9388

0,9550

0,8993

15.

Scaling 3

0,9640

0,9820

0,9640

16.

Cropping 1

0,9317

0,9658

0,9406

17.

Cropping 2

0,8417

0,8777

0,8453

18.

Cropping 3

0,7554

0,7626

0,7482

Proses evolusi setiap generasi pada iterasi yang dilakukan sejak mulai individu terbaik awal hingga individu terbaik akhir telah berhasil meningkatkan perolehan nilai PSNR pada setiap data uji. Demikian halnya dengan perolehan nilai NC, walaupun tidak signifikan, minimal nilai NC akan cenderung Tabel 4. Watermark suspek serangan JPEG dipertahankan pada nilai terbaik awalnya Namun dari percobaan didapatkan kindisi proses Intensitas serangan evolusi cenderung terlalu cepat mengalami proses No. Data uji konvergensi. Artinya operasi genetik yang dilakukan Q = 90% Q 2= 70% Suspek Q = 45% Suspek JPEG 1 Suspek JPEG 3 JPEG Blur 1 Blur Blur 2 Blur Blur 3 BlurSuspek Suspek JPEG Suspek 1 JPEG 1 JPEG Suspek JPEG Suspek 2 JPEG 2 Suspek Suspek 3 masih JPEGSuspek 3 Suspek Suspek 1berhasil Blur Suspek 1 Suspek Suspek 2 Blur keberagaman 2SuspekSuspek 3 Blur 3 kurang menciptakan genetik pada setiap generasi. Generasi-generasi cenderung memiliki sifat yang identik, atau pada 1. Paprika setiap persilangan, ataupun pembangkitan populasi pada saat restart tidak berhasil melahirkan generasi NC = 0,9011 NC = 0,8255 NC = 0,7572 Suspek Median Suspek Filter Median 1 Filter Suspek 1 Median Suspek Filter Median 2 Filter Suspek 2 Median Suspek Median 3 Suspek Filter 3 Noise Suspek Noise Suspek 1 Noise 1 Suspek Noise Suspek 2 NoiseSuspek Suspek Suspek 3 Noise 3 Suspek Median Filter 1 Suspek Median Filter 2 Suspek Median Filter 3 Filter 1baik. Suspek Noise 2 Noise yang 3Noise yang lebih Peninjauan kembali di2 masa akan datang terhadap operator dan parameter genetik 2. Baboon yang digunakan mungkin dapat memperbaiki keadaan ini. NC = 0,8471

NC = 0,7572

NC = 0,6475

Suspek Skala Suspek 1 Skala 1 Suspek Skala Suspek 2 Skala 2 Suspek Skala Suspek 3 Skala 3 Suspek Crop Suspek 1 Crop 1 Suspek Crop Suspek 2 Crop 2 Suspek Crop Suspek 3 Crop 3 Suspek Skala 1 Suspek Skala 2 Suspek Skala 3 Suspek Crop 1 Suspek Crop 2 Suspek Crop 3

3.

4. Kesimpulan

Gulagula NC = 0,9047

NC = 0,7518

NC = 0,6313

Tabel 5. Perolehan nilai NC Nilai NC No.

Serangan

Secara keseluruhan teknik watermarking ini telah berjalan dengan baik, hasil pengujian menunjukkan citra ter-watermark yang terbentuk bisa dikatakan telah memenuhi kriteria imperceptibility dan robustness. Proses evolusi generasi dalam operasi micro-GA di sini cenderung terlalu cepat mengalami situasi konvergen dini, peninjauan kembali terhadap operator dan parameter genetik mungkin dapat memperbaiki keadaan ini.

1.

Jpeg 1

0,9011

0,8471

Gulagula 0,9047

2.

Jpeg 2

0,8255

0,7572

0,7518

3.

Jpeg 3

0,7572

0,6475

0,6313

[1] Tremeau, A. & Muselet, D. 2009. Recent trends

4.

Blur 1

0,8849

0,8669

0,9083

5.

Blur 2

0,9317

0,9155

0,9460

in color watermarking. Journal of Imaging Science and Technology 53(1): 1-15.

6.

Blur 3

0,8777

0,8561

0,8903

0,9640

0,9083

0,9658

0,9065

0,7824

0,9119

7. 8.

Median filter 1 Median filter 2 Median filter 3

Paprika

Baboon

Daftar Pustaka

[2] Hussein, E. & Belal, M.A. 2012. Digital

watermarking techniques, application and attack applied to digital media: a survey. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) 1 (7): 1-8. [3] Wang, F.-H., Pan, J.-S. & Jain, L.C. 2009.

10.

Noise 1

0,8993

0,8273

0,8633

Innovation in Digital Watermarking Techniques. Studies in Computational Intelligence 232. Springer.

11.

Noise 2

0,9586

0,9676

0,9047

[4] Tsai, J.-S., Huang, W.-B. & Kuo, Y.-H. 2011.

12.

Noise 3

0,9550

0,9011

0,8633

13.

Scaling 1

0,8993

0,8795

0,8921

On the selection of optimal feature region set for robust digital image watermarking. IEEE

9.

0,6817

0,5827

0,8165

69


Transaction on Image Processing 20 (3): 735743. [5] Vahedi, E., Zoroofi, R.A. & Shiva, M. 2012.

Toward a new wavelet-based watermarking approach for color images using bio-inspired optimizing principles. Digital Signal Processing 22 (1): 153-162. [6] Coello, C.A.C., Pulido, G.T., 2001, A Micro-

Genetic Algorithm for Multiobjective Optimization. E. Zitzler et al. (Eds.): EMO 2001, LNCS 1993, 126-140, Springer. [7] Hardisal, 2016, Analisis Watermarking Citra

Warna dengan Micro Genetic Algorithm dan Discrete Wavelet Traansform, Tesis, USU, Medan. [8] Reddy, P.P., Prasad, M.V.N.K. & Rao, D.S. 2009. Robust digital watermarking of color images under noise attacks. International Journal of Recent Trends in Engineering 1(1): 334-338. [9] Munir, R. 2012. Algoritma enkripsi selektif citra digital dalam ranah frekuensi berbasis permutasi chaos. Jurnal Rekayasa Elektrika 10 (2): 66-72.

70

DEWAN REDAKSI. Tata Letak : Asmaidi, S.Pd, M.Si. Tata Pelaksana Usaha : Irwansyah, ST, MT Hardisal, ST, M.Kom

Recommend Documents