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