ALAT PELEPAS BAN MOBIL (TYRE CHANGER)SEBAGAI BENTUK INOVASI PERANCANGAN

1. IDE PRODUK, DEFINISI DAN BATASANSalah satu gangguan pada ban mobil adalah terjadi kebocoran, untuk memperbaikinya maka ban harus dilepaskan dari velgnya. Biasanya diperlukan waktu yang lama untuk melepas ban dari velgnya. Disamping itu melepas ban dengan cara konvensional yaitu dengan tenaga manusia menyebabkan kerusakan pada velg. Perbedaan ukuran velg juga menentukan besarnya gaya tangan pada tuas pengungkit. Sehingga pelepasan dengan cara konvensional memerlukan tenaga yang cukup besar. Untuk itu perancang akan membuat alat pelepas ban mobil untuk mempermudah dan mempercepat dalam proses bongkar pasang ban mobil dengan velgnya.Selanjutnya ide tersebut dengan pendekatan analisa kebutuhan pelanggan didefinisikan dengan suatu uraian :Alat pelepas ban mobil dari velg yang dapat dikendalikan dengan praktis, mudah dan cepat.Sedangkan batasan rancangan sebagai prasyarat pengguna ditetapkan sebagai berikut : Alat pelepas ban dapat dioperasikan dengan praktis dari pada dengan proses konvensional. Ringan dan mudah di bawa-bawa. Dimensi proporsional. Mudah dalam perawatan. Waktu pengerjaan bisa lebih cepat. Harga lebih efisien.

2. FUNGSI PRODUKTahap selanjutnya konsep produk dikembangkan menjadi perancangan produk dengan pendekatan black-box dikembangkan suatu transformasi energi tersebut dapat dijelaskan melalui bentuk diagram blok fungsi. Selanjutnya dari diagram blok fungsi dibuat matriks morfologi sebagai susunan alternatif fungsi yang merealisasikan perubahan transformasi energi tersebut.Blok fungsi perancangan alat pelepas ban mobilDalam proses perancangan alat pelepas ban mobil ini, sebelum memulai perancangan terlebih dahulu dibuat black box dari perancangan alat ini. Black box terdiri dari input, output, sinyal input, sinyal output serta fungsi utama dari alat. Sedangkan sub-fungsi biasanya disebut sebagai tingkat atau level kedua, sub-sub-fungsi tingkat ketiga dan seterusnya. Pada alat pelepas ban mobil yang akan dirancang, energi masukan dapat berupa energi mekanik, listrik, atau disel. Sistem penggerak untuk mentransformasikan energi ke alat pelepas ban. Keluarannya berupa tenaga penggerak untuk melepas. Berikut ini adalah gambar black box dari perancangan alat pelepas ban mobil.

Energi ListrikMelepas dan memasang ban mobil secara mudah dan cepat dengan memanfaatkan energi mekanikPanel on/offVelg dan banEnergi mekanik

Roda mobil

Gerakan mesin

Gambar 1. Black box alat pelepas ban mobil

Diagram Blok Perancangan AlatPada tahap ini akan dibuat secara umum kinerja dari tiap komponen melalui diagram blok seperti di bawah ini.

EnergiMekanikGambar 2. Diagram blok fungsi perancangan alatDari diagram blok fungsi di atas dapat dilihat dimana fungsi terlebih dahulu didefinisikan sebagai fungsi keseluruhan, kemudian dikembangkan menjadi sub-fungsi yang akan dilakukan pada produk yang akan dikembangkan nantinya. Fungsi utama dari produk alat pelepas ban mobil yang dapat dioperasikan secara praktis, mudah dan cepat.Matriks MorfologiSub-fungsi pada diagram blok fungsi merupakan fungsi tingkat kedua. Untuk setiap sub-fungsi ini kini akan dicari solusi-solusi yang dapat memenuhi setiap sub-fungsi. Solusi-solusi yang memenuhi sub-fungsi dan sub-sub-fungsi belumlah merupakan konsep produk, tetapi baru konsep elemen. Kombinasi konsep elemen barulah merupakan konsep produk.Berikut ini akan ditampilkan matriks morfologi dimana akan dapat disusun beberapa varian produk yang mungkin dibuat.Tabel 1. Matriks morfologi untuk alat pelepas ban mobilPasang .1

Pasang dengan tangan 1.1Pasang 1.1.1Satu tangan A.1

Dua tangan A.2

TempatkanPemasangan 1.2Dekati 1.2.1Dorong dengan roda B.1

Dorong tanpa roda B.2

Orientasikan 1.2.2Sensor C.1

Rahang penyesuai C.2

Tuntun 1.2.3Sensor D.1

Lekukan D.2

Berhenti 1.2.4

Aktifkan . 2

Beri Energi 2.1Sambungkan 2.1.1Rantai E.1

Sabuk E.2

Roda gigi E.3

Kabel E.4

Aktifkan 2.1.2Saklar F.1

Remote F.2

Hidupkan mesin F.3

Ubah Energi 2.2Listrik 2.2.1Motor dc G.1

Pneumatik 2.2.2Udara H.1

Hidrolik 2.2.3Oli I.1

MultiplikasiGaya putar 2.3Listrik 2.3.1Sirkuit PCB J.1

Potensiometer J.2

Inverter J.3

Mekanik 2.3.2Roda gigi payung K.1

Ulir ganda K.2

Roda gigi kerucut K.3

Rasio sabuk K.4

Hidrolik 2.3.3Bejana berhubungan L.1

Dari tabel diatas maka dapat disusun alternatif konsep produk (varian) sebagai berikut :1. Konsep 1= A.2 + B.1 + E.2 + E.3 + F.1 + F.3 + G.1 + J.1 + J.3 + K.4 2. Konsep 2= A.2 + B.1 + E.3 + F.1 + F.3 + G.1 + J.1 + J.2 + K.33. Konsep 3= A.2 + B.1 + E.2 + E.3 + F.1 + G.1 + J.1 + J.3 + K.3Dari ketiga konsep tersebut akan dibuat model skets yang dibuat pada fase perancangan konsep produk.3. KONSEP PRODUKKonsep-konsep produk yang telah diperoleh dari morfologi diatas, yaitu konsep produk yang mungkin dubuat, akan dikembangkan dalam bentuk sketsa. Diharapkan dengan membuat sketsa dari konsep-konsep produk tersebut maka akan dapat dianalisa konsep produk yang paling baik untuk dikembangkan baik dari segi teknologi maupun dari segi biaya pembuatan.Pengembangan konsep produk pertamaSketsa dari konsep alat pelepas ban yang pertama dapat dilihat dari gambar berikut :

Gambar 3. Skets konsep produk pertama

Keterangan :Konsep ini menggunakan perbandingan pulley untuk mentransmisikan daya motor dengan rasio tertentu. Selain itu digunakan pula inventer untuk mengatur kecepatan putar dari motor. Energi listrik diubah menjadi energi mekanik kemudian ditransmisikan menggunakan pulley yang dihubungkan dengan belt, pulley memutar roda gigi untuk memutar dudukan velg. Dudukan velg sebagai tempat velg supaya tidak bergerak. terdapat tuas pengatur dan pencongkel ban yang dapat diatur sesuai lebar dan ketinggian roda. Karena berbentuk stand maka konsep ini diberi roda agar bisa dipindahkan. Pengembangan konsep produk keduaSketsa dari konsep alat pelepas ban yang kedua dapat dilihat dari gambar berikut :

Gambar 4. Skets konsep produk keduaKeterangan :Konsep ini menggunakan perbandingan roda gigi untuk mentransmisikan daya motor dengan rasio tertentu. Potensiometer digunakan untuk mengatur kecepatan putar motor dc agar konsep desain aman digunakan. Roda mobil ditempatkan di poros tempat roda kemudian velg di jepit supaya tidak bergerak. setelah itu menempatkan pencongkel ban ke velgnya dan nyalakan motor dengan saklar atur kecepatan putar poros dengan potensiometer kemudian pencongkel ban berputar dan melepas ban dari velgnya.Pengembangan konsep produk ketigaSketsa dari konsep alat pelepas ban yang ketiga dapat dilihat dari gambar berikut :

Gambar 5. Skets konsep produk pertamaKeterangan :Konsep ketiga transmisi dayanya juga menggunakan pulley dan roda gigi. Pulley disambungkan dengan motor kemudian ditransmisikan ke pulley yang satunya dan disambung ke roda gigi dengan poros. Roda gigi menggerakkan poros tempat pencongkel ban untuk melepas ban dari velgnya.4. PEMILIHAN KONSEP PRODUKMetode pengambilan keputusan yang juga dikenal dengan metode Pugh, terbukti dapat digunakan dengan mudah dan efektif. Konsep produk dibandingkan berdasarkan keinginan-keinginan pengguna.Pad tahap evaluasi ini konsep produk dibandingkan satu sama lain, satu persatu secara berpasangan dalam hal kemampuan memenuhi keinginan pengguna dan kemudian memberi skor pada hasil perbandingan untuk setiap keinginan pengguna dan, kenudian menjumlah skor yang diperoleh untuk setiap konsep produk. Konsep produk dengan skor yang tertinggi adalah yang terbaik. Matriks pengambilan keputusan digambarkan sebagai berikut :

Konsep-konsep produk yangdipertimbangkan (langkah 2)

Kriteria untuk perbandingan(langkah 1)BobotPemberian skor (langkah 3)

Menjumlah skor (langkah 4)

Gambar 6. Diagram langkah pengambilan keputusanLangkah 1 : Menyusun kriteria untuk membandingkan konsep produk satu sama lainnya.Kriteria perbandingan ini disusun berdasarkan data keinginan-keinginan pengguna, dimana keinginan pengguna ini dibagi dua yakni keinginan yang harus dipenuhi dan keinginan lain. Yang disusun berdasarkan prioritasnya untuk konsep produk yang dikembangkan atau dirancang.Untuk alat pelepas ban mobil maka kriteria perbandingan disusun sebagai berikut :1. Kuat dan tahan lama : diharapkan produk dapat tahan dalam waktu yang lama sehingga akan mengurangi biaya perbaikan.2. Komponen tidak banyak : diinginkan alat ini tidak memiliki komponen yang begitu banyak, sehingga akan memudahkan perakitan, pemeliharaan, serta dapat menurunkan biaya pembuatan.3. Kemampuan berputar : alat pelepas ban yang akan dibuat diharapkan mampu berputar mendorong ban lepas dari velgnya secara maksimal.4. Besar produk : diharapkan produk yang akan dibuat tidak memiliki bentuk yang terlalu besar,sehingga tidak terlalu makan tempat.5. Biaya material murah : untuk biaya pembelian material pembuata alat pelepas ban ini diharapkan seminimal mungkin.6. Biaya pembuatan : biaya untuk memproduksi alat pelepas ban juga diharapkan seminimal mungkin.7. Pengoperasian mudah : alat pelepas ban yang akan dibuat diharapkan mudah dioperasikan dan tidak rumit.8. Pemeliharaan mudah : diharapkan perawatannya tidak begitu sulit agar alat tetap bekerja dengan baik dan tahan lama.9. Dapat digunakan untuk semua jenis ukuran ring velg mobil : alat pelepas ban yang dibuat harus dapat digunakan pada semua jenis ukuran ring velg.10. Transfer energi : Energi penggerak alat ini harus dapat ditransmisikan dengan baik untuk dapat melepas ban dari velgnya secara maksimal.11. Kemungkinan dimasalkan : alat pelepas ban yang dirancang ini diharapkan akan mampu diproduksi massal untuk dipasarkan.12. Keamanan pengoperasian : alat ini harus aman saat dioperasikan.13. Kehandalan : alat ini harus memiliki keandalan yang baik sehingga dapat digunakan saat diperlukan cepat.Langkah 2 : Pemilihan konsep-konsep produk yang dibandingkanDari matriks morfologi telah didapat tiga buah konsep produk yang mungkin dibuat, ketiga konsep ini nantinya akan saling dibandinkan.Langkah 3 : Pemberian skorSebelum memberi skor maka terlebih dahulu harus ditetapkan produk refrensi dari konsep produk. Kemudian dibandingkan, jika dapat memenuhi keinginan pengguna lebih baik maka diberi skor +, jika kemampuannya sama dinilai S, dan jika lebih buruk diberi skor - .Langkah 4 : Menjumlah skorSetelah setiap kriteria diberi skor untuk tiap-tiap konsep produk maka skor-skor tersebut dijumlahkan. Terdapat empat macam skor yaitu : Jumlah skor + Jumlah skor S Jumlah skor Jumlah skor total yang diberi bobot angkaBerikut ini ditampilkan matriks pengambilan keputusan berdasarkan metode yang diterangkan diatas untuk alat pelepas ban.Tabel 2. Matriks pengambilan keputusan untuk alat pelepas banNoKriteriaSeleksiBobotKonsep

12 (ref)3

1Kuat dan tahan lama10SREFERENSIS

2Komponen tidak banyak5-+

3Kemampuan berputar10SS

4Besar produk5-+

5Biaya material murah7++

6Biaya pembuatan7++

7Pengoperasian mudah10SS

8Pemeliharaan mudah6++

9Dapat digunakan untuk semua jenis ukuran ring velg mobil9+-

10Transfer energi7SS

11Kemungkinan dimassalkan5SS

12Keamanan pengoperasian10+-

13Kehandalan8++

Total +606

Total S505

Total -202

TotalKeseluruhan dengan bobot37019

Dari matriks pengembalian keputusan maka konsep produk yang memiliki skor tertinggi adalah konsep produk 1. Sehingga konsep produk inilah yang akan dikembangkan selanjutnya menjadi produk alat pelepas ban.Pada bab selanjutnya akan dilakukan pemberian bentuk atau permodelan solid dari produk berdasarkan konsep produk 1.1. PERANCANGAN PRODUK / PEMBERIAN BENTUK PADA KONSEP PRODUK TERPILIHSetelah fase perancangan konsep produk, maka akan dilanjutkan dengan fase perancangan produk. Konsep produk yang masih berupa skets diberi bentuk, oleh sebab itulah fase ini juga disebut sebagai Pemberian produk.Dari pemilihan konsep produk telah dipilih konsep 1 yang selanjutnya akan diberi bentuk menjadi pembuatan produk alat pelepas ban. Berikut ini ditampilkan permodelan solid dari produk yang akan dikembangkan, sedangkan gambar teknik produk ditampilkan pada akhir laporan ini. Permodelan dilakukan dengan menggunakan software CAD yakni Autodesk Invertor.

Gambar 7 model kesuluruhan alat pelepas ban

Gambar 8. roda gigi kerucut

Gambar 9. Pulley

Gambar 10. motor listrik