PENGANTAR TEKNIK MESIN Oleh Danny Setiawan Dosen Universitas

PENGANTAR TEKNIK MESIN Oleh : Danny Setiawan Dosen Universitas Gunadarma

Pendahuluan Pengantar teknik mesin adalah mata kuliah penunjang bagi mahasiswa teknik mesin untuk dapat memahami mata kuliah yang akan dipelajarinya secara khusus tentang permesinan dan juga aplikasinya di dalam industri, sehingga mereka dapat mengembangkan jenis permesinan yang dapat digunakan masa mendatang.

Mata Kuliah dalam Teknik Mesin Jenis mata kuliah yang bakal dipelajari antara lain: • Proses Permesinan dan Produksi • Material dan Kekuatan Struktur Bahan • Termodinamika dan Teknik Pendingin • Sistem Kontrol dan Mekatronika • Mekanika Fluida dan Aerodinamika • Mekanika Mesin dan Kinematika • Desain Mesin dan Auto. CAD • Elemen Permesinan • Kewirausahaan dan Ekonomi Industri

Pembelajaran Khusus Teknik Mesin (Bidang Sarjana) • CNC • Teknik Mesin Pengungkit/Pengangkat • Teknik Serbuk dan Nanomaterial • Teknik Pengaturan • Kewirausahaan • Teknik Pendingin • Mikroprosesor/Mikro • Teknik Pengecoran kontroler/IC • Teknik Pengelasan • Teknik Rekayasa • Aerodinamika

Profesi Dalam Teknik Mesin • Perusahaan – Insiyur – Operator – Engineering Inspector – Production Design – Sales Engineering – Mekanik Maintence • Perorangan – Konsultan Engineering – Mekanik Mandiri – Wirausahawan Engineering – Peneliti dan Pengajar Ilmu Teknik Mesin

Kegunaan Teknik Mesin Seorang teknisi mesin sering dicari oleh perusahaan dikarenakan: • Teknisi mesin dapat mengerti mekanisme permesinan yang cocok untuk sebuah produksi • Dapat mengintruksikan operasi permesinan khusus seperti CNC dan sejenisnya • Teknisi mesin dapat pula menjadi sales penjualan/penyewaan dengan memberitahukan keunggulan mesin yang dipromosikannya • Dapat memperbaiki/maintence mesin yang bermasalah dan dapat pula menganti spare part yang sudah rusak karena usianya yang tua

Kegunaan Teknik Mesin (Lanjutan) • Dapat mendesain produk dengan sejumlah aplikasi Computer Aided Design atau sering kita sebut CAD • Teknisi Mesin juga dapat diperlukan sebagai pengatur/controller disebuah pembangkit listrik • Dapat bekerja disebuah perusahaan metalurgi dan pengecoran

Aspek – Aspek Sebagai Sarjana Teknik • Sarjana Teknik sangatlah menjunjung nilai kemanusiaan dalam bekerja • Segala pekerjaan yang berhubungan dengan mesin harus mematuhi hukum K 3 dalam UU Ketenagakerjaan • Sarjana Teknik menjunjung berkerjasama dalam tim agar menuju keberhasilan bersama

Aspek – Aspek Sebagai Sarjana Teknik (Lanjutan) • Visi seorang Sarjana Teknik adalah disiplin dalam segala pekerjaan dan mampu beradaptasi dalam segala masalah • Misi seorang Sarjana Teknik adalah mampu bekerja sama dalam menyelesaikan jenis kerjaan yang telah menjadi tanggung jawabnya

Penerapan Visi dan Misi Sarjana Teknik • Mampu displin waktu baik dalam kerja dan istirahat • Memilah jenis pekerjaan yang didahulukan terlebih dahulu • Mampu bekerja sama dengan divisi lain dalam satu proyek pekerjaan • Dapat berkomukasi dengan bahasa yang mudah dimengerti (baik bahasa lokal maupun asing)

Penerapan Visi dan Misi Sarjana Teknik (Lanjutan) • Bekerja dalam waktu yang telah ditetapkan (deadline) dan dapat mengejar target • Membantu rekan yang baru dalam melakukan pekerjaan agar terbiasa dengan pekerjaannya • Bersosialisasi dengan berbagai divisi bidang agar mudah mengkoordinasikan pekerjaan

Ciri – ciri Seorang Sarjana Teknik yang baik Displin waktu Santun dalam berbicara Mampu mengajukan solusi Percaya Diri Nilai sosialisme dengan sesama manusia yang besar (Solidaritasnya tinggi) • Bekerja dengan cepat dan tepat (Efesiensi pekerjaan) • Dapat menawarkan negosiasi yang mutualisme (dalam pengadaan proyek/tender) • Dapat bekerja dalam tekanan/pressure (apabila perusahaan tersebut genjar dalam mengejar target) • • •

Tugas 1. Apa alasan kalian memilih Teknik Mesin menjadi jurusan kalian? 2. Apa niatan kedepan anda setelah lulus dari universitas? 3. Apakah rencana anda dalam kuliah dijurusan Teknik Mesin sebelum lulus? 4. Bagaimana caranya anda dapat mencapai target yang anda rencanakan? 5. Apabila rencana anda meleset dengan rencana anda, apa yang anda lakukan selanjutnya? 6. Sebagai calon Sarjana Teknik, sudahkah anda memoles ciri khas anda dengan pekerjaan yang anda inginkan? Dan bagaimana cara memolesnya? 7. Apakah anda punya hobi? , jika ada apakah hobi anda dapat diterapkan dengan jurusan yang anda pilih? , dan jelaskan alasannya

Refensi • Silabus Pengantar Teknik Mesin • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Avallon, Eugine. A, Theodore Baumister III, Ali. M Sadek; Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineering, Mc. Graw Hill. 2007; USA

PERTEMUAN 2 PENGANTAR PROSES PRODUKSI

Pendahuluan Dalam sebuah pembelajaran didalam teknik mesin terdapat pembelajaran proses produksi. Mata kuliah ini diperuntukan bagi mahasiswa fakultas teknik agar dapat menjalankan produksi setiap benda dari barang mentah menjadi barang jadi, selain itupula tujuan dari pembelajaran ini adalah mengetahui bagaimana proses kerja dari sebuah mesin yang akan dioperasikan oleh para operator teknik.

Sejarah Perkembangan proses produksi tak lepas dari perkembangan sejarah pembuatan barang dari tangan manusia ke opearsi mesin seperti zaman sekarang, selama lebih dari 8000 tahun yang lalu manusia sudah memproduksi peralatan sederhana seperti palu, cangkul, arit dan beberapa peralatan sederhana untuk mempermudah manusia bertani. Kemudian beranjak kearah perkembangan peradaban yang lebih tinggi, manusia mulai memproduksi berbagai peralatan seperti peralatan perang, kendaraan sederhana, perhiasan dan bayak lainnya.

Sejarah (Lanjutan) Beranjak menuju masa kekaisaran, manusia sudah mulai memproduksi berbagai bahan - bahan kimia sederhana dan peralatan yang lebih kompleks, zaman ini disebut zaman keemasan teknologi kuno yang dicetuskan oleh Kekaisaran Romawi Kuno dan kemudian dibangun ulang oleh para cendikiawan Islam dibangkitakan kembali ilmu yang hilang tersebut dan digabungkan dengan ilmu peradaban dari Timur (Cina dan India), zaman ini disebut zaman keemasan Dinasti Islam didunia, dimana waktu itu bangsa Eropa sedang bertikai antar sesamanya (Dark Ages).

Sejarah (Lanjutan) Namun pengaruh Islam yang kental diwilayah pesisir Eropa membuat para penguasa di Eropa melakukan pembenahan, dan dimulai zaman kebangkitan Eropa (The Lightmen Era), zaman ini produksi peralatan berunsur api (seperti bubuk mesiu dari Cina) mulai diproduksi besar, dan dikemudian dari sinilah kondisi perkembangan ilmu produksi rumahan mulai berkembang kearah produksi massal, sehingga zaman ini disebut zaman revolusi industrialisasi yang membuat berbagai perubahan proses produksi dari tangan manusia ke mesin yang kita ketahui sekarang.

Diskusi • Sebutkan faktor apa saja yang membuat kondisi proses produksi berkembang sangat cepat selama 150 tahun ini, Jelaskan • Apa akibat dari perkembangan teknologi produksi yang terlalu pesat ini bagi perekonomian, Jelaskan • Kondisi Indonesia sekarang kurang lebih menuju sistem pasar bebas yang dimana nantinya akan adanya persaingan antar perusahaan internasional, bagaimana menurut anda apabila Indonesia mulai melakukan hal tersebut? , apa kesiapan yang harus dimiliki Indonesia dalam bersaing? , Khususnya dalam produksi barang asli buatan Indonesia, Jelaskan

Persiapan dalam Melakukan Produksi Mendesain sebuah Barang yang akan diproduksi massal Mendesain ulang bagian part yang akan diproduksi perbagiannya Menguji coba hasil barang yang telah didesain dan hasilnya sebanding dengan standar yang ada Memilih jenis material yang cocok bagi barang yang sesuai dengan desain Memilih proses permesinan yang akan memproduksi massal Barang hasil produksi mulai dipasarkan diberbagai tempat yang membutuhkan

Proses Produksi secara Otomatisasi Kelebihannya Kekurangan • Sangat beradaptasi dalam perubahan desain barang yang ingin diproduksi • Lebih baik dalam penggunaan material, orang dan permesinan • Mengurangi peralatan kerja yang tidak diperlukan • Mudah mengontrol dalam produksi dan managent produk disebuah perusahaan • Biaya awal pembuatan lebih sangat mahal dan membutuhkan banyak kondisi yang memungkinan mesin bekerja efektif • Memerlukan operator berkemampuan khusus • Memerlukan banyak energi dalam penggunaan permesinananya dibandingkan yang konvensional

Jenis Proses Produksi secara Otomatis • CNC • Adaptive Control (AC) • Industrial Robot • Automatic Material Handling • Automated Assembly System • Computer aided Process Planning • Group Tecnology • Just in Time Production • Artificial Intelligent • Flexible Manufacturing System

Diskusi 2 • Pada zaman sekarang banyak pabrik di Indonesia mulai menggunakan sistem otomatisasi dalam produksinya, apa yang harus dilakukan oleh para pencari kerja dalam menghadapi perubahan tersebut? , Jelaskan • Terkadang mengoperasikan mesin yang berasaskan teknologi canggih membuat pihak pabrik melakukan pembelajaran lagi bagi para operator, apa yang harus anda lakukan apabila anda sebagai Sarjana Teknik yang mengetahui kinerja mesin tersebut disuruh oleh pimpinan untuk melatih para operator tersebut? , jelaskan

Tugas • Buatlah sebuah artikel dari produksi: – – – Pakan Ternak Makanan Kaleng Tekstil Minyak Kelapa Sawit Tepung Makanan (Terigu, Beras, Sagu, Jagung dll) Gula (Pasir dan Merah) • Buatlah kelompok yang terdiri dari 5 orang (maks). Buatlah artikel tersebut dengan meliputi: – Mesin yang digunakan – Proses yang dikerjakan • Jumlah lembar artikel lebih dari 20 lembar (tak termasuk cover), margin dan huruf yang digunakan Arial dikumpulkan pada tanggal 9 Oktober 2018.

Refensi • Avallon, Eugine. A, Theodore Baumister III, Ali. M Sadek; Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineering, Mc. Graw Hill. 2007; USA • Kalpakjian, Serope, Steven R. Schmid, Hamidon Musa; Manufacturing Engineering and Technology 6 th Edition, Pearson. 2009; USA • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA

PERTEMUAN KE 3 PENGANTAR ILMU STATIKA, KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Pendahuluan Dalam teknik mesin, seluruh peristiwa yang berprinsip pada ilmu mekanik sangatlah penting, hal ini digunakan untuk mendesain sebuah teknologi yang memungkinkan manusia mempermudah pekerjaannya. Dasar dari ilmu mekanik/gerak ini terdiri dari Statika, Dinamika, Kinematika dan Mekanika. Setiap peristiwa yang terjadi mewakili setiap mata pelajarannya sendiri.

Statika adalah cabang ilmu mekanika yang mempelajari sebuah peritiwa kesetimbangan dalam semua kondisi benda yang diam. Dalam hukum fisika mekanik, statika selalu menggunakan hukum kesetimbangan gaya pada setiap titik yang menjadi titik keseimbangan. Oleh sebab itu dalam statika kita mempelajari bagaiman sebuah gedung, jembatan, tiang, menara dan bangunan bertingkat lainnya mempunyai titik-titik keseimbangannya.

Statika (Lanjutan) Dalam statika, setiap benda dipengaruhi oleh sebuah gaya tarik kebawah bernama gravitasi, gravitasi inilah sebab dari kita mempelajari hubungannya sebuah struktur dapat bertahan atau runtuh dalam seketika. Sehingga untuk menemukan sebuah keseimbangan yang pasti dirumuskan sebagai: ΣFmasuk = ΣFkeluar Dari rumus diatas dapat dipastikan sebuah benda untuk seimbang harus memiliki yang sama dengan benda lainnya. Namun dalam ilmu statika, gaya bukanlah satu masalah dalam ilmu tersebut, ada peristiwa dimana gravitasi akan menarik sebuah benda yang memiliki panjang, dari panjang itu terjadi sebuah pergerakan kebawah yang disebut sebagai momen. Rumus keseimbangan momen adalah: ΣMmasuk = ΣMkeluar

Contoh Statika • Perhatikan gambar dibawah • Untuk menjaga keseimbangan, dibutuhkan gaya sama dengan disebelahnya, sehingga ayunan tsb mengalami hal yang setimbang 200 kg

Contoh Statika 2 • Perhatikan gambar dibawah • Terjadi perubahan dimana titik tumpuan dari ayunan mengalami perbedaan jarak antar sama lainnya, nah untuk mencapai keseimbangan dibutuh jumlah momen yang sama dimana rumus dasar momen: M = F r Sehingga pada gaya yang terjadi mengalai perubahan yang jelas akibat adanya gaya bantuan dari gravitasi itu sendiri. 200 kg 100 kg

Kinematika Dalam ilmu mekanik, peristiwa ada lajuan dari gerakan sebuah benda yang berkecepatan menghasilkan sebuah peristiwa dinamakan kinematika. Pada dasarnya kinematika adalah ilmu menghitung jumlah energi yang dihasilkan dari benda yang sedang bergerak, semakin cepat semakin besar pula energi yang dihasilkannya, namun dalam ilmu mekanik mesin, kinematika adalah sebuah ilmu yang mempelajari tentang timing dari sebuah benda yang bergerak sesuai porosnya agar dapat menciptakan sebuah dinamika permesinan yang selaras.

Kinematika (Lanjutan) Dikarenakan kinematika mempelajari benda yang memiliki kecepatan, maka secara teoritik hal ini tak lepas dari hukum gaya dari Newton. Rumus dasar kinematika adalah: F = m v/t Sedangkan rumus untuk menentukan nilai energi yang dihasilkannya adalah: E = 1/2 m v^2

Contoh Kinematika • Perhatikan gambar dibawah • Sebuah gerak dinamik dari sebuah poros mengerakan seluruh sistem yang berhubungan, sehingga terciptalah sebuah gerakan kinematik yang dapat menjadikan nilai derajat kebebasan dari peritiwa tersebut V = 20 m/s V = 18 m/s V = 10 m/s

Dinamika Dalam pergerakan mesin, peristiwa yang menentukan besaran gaya dan torsi yang dihasilkan dari pergerakan tersebut dinamika. Pergerakan dinamika menghasilkan gaya puntir/momen yang diakibatkan pergerakan kinematika disistemnya. Dalam dinamika terdapat 2 jenis pergerakannya yakni dinamika secara lurus (linier) dan dinamika secara putar (rotary). Catatan nilai 1 rad = 180°/π dan 1 rpm = 60/2π rad/s

Dinamika (Lanjutan) Dalam dinamika terbagi 2 yakni linier dan rotary. Dalam dinamika linier menghitung besaran gaya, inertia, kecepatan, momentum dan akselerasi, sedangkan dalam dinamika rotary menghitung besaran kecepatan angular, akselerasi angular, torsi, momen inertia dan perpindahan angular. Definisi dalam perubahan dari linier ke angular menggunakan perbandingan jarak jari-jari yag menjadi pusat rotasinya

Contoh Kinematika • Perhatikan gambar dibawah • Sebuah gerak kinematik dari sebuah poros mengerakan seluruh sistem yang berhubungan, sehingga terciptalah sebuah gerakan dinamika yang dapat menjadikan nilai torsi dan kecepatan angular dari peritiwa tersebut ω= 100 rad/s V = 20 m/s R = 3 cm T = 10 Nm P = 1 k. W R = 10 cm V = 10 m/s V = 18 m/s

Mekanika Peristiwa yang mengabungkan peristiwa kinematika dan dinamika disebut Mekanika. Dalam pergerakan mesin, mekanika ini mempengaruhi nilai tingkat efesiensi pada pergerakan tersebut, sehingga dalam perhitungan efesiensinya adalah berapa energi yang hilang akibat pergerakan tersebut.

Refensi • Chopra, Anil. K; Dynamics of Structure : Theory and Application, Prentice Hall. 1995; USA • Hibbeler, R. C; Engineering Mechanics: Statics and Dynamics 14 th Edition, Pearson. 2016; USA • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Tipler, Paul. A, and Gene Mosca; Physics for Engineer and Scientist 6 th Edition, WH Freeman Company, 2008; USA • https: //www. lucidar. me/en/unit-converter/radper-second-to-revolution-per-minute/

PERTEMUAN KE 7 PENGANTAR EKONOMI TEKNIK DAN KEWIRAUSAHAAN

Pendahuluan Ekonomi yang dipelajari dalam ilmu keteknikan adalah bagaimana mengetahui problematika aliran masuk kas dan perhitungan peramalan aliran managemen industri. Para finance engineering selalu bekerja bagaimana caranya menurunkan nilai cost dan memilih berbagai penawaran yang disediakan oleh pasar industri, seperti seorang auditor yang harus memilih barang yang dibeli sesuai perkembangan zaman dan kemauan dari konsumen.

Mengatasi Probematika Setiap wilayah pelaku ekonomi pastinya memiliki problematika yang bermacam – macam, mulai dari perorangan hingga masalah pelik seperti sebuah instasi besar yang dihuni banyak orang. Setiap pelaku ekonomi ini harus mengatasi problematika yang mereka alami seperti membuat sebuah pertanyaan kritis 5 W dan 1 H, dari inilah akan menciptakan sebuah solusi dengan berbagai macam ide yang dikumpulkan dalam sebuah rapat.

Mengatasi Masalah Mudah Mengatasi masalah mudah adalah memiliki cara pemikiran sebagai berikut: • Apakah saya harus memiliki credit card? • Apakah saya harus membeli monthly parking pass atau parking meters? • Mungkinkah kita mengganti motor yang terbakar atau memperbaikinya? • Jika kita menggunakan bahan mentah 3 buah dalam sekali produksi 1 barang jadi, berapa bahan mentah harus dibeli untuk memproduksi lebih dari 1000 barang jadi? Tulisan diatas adalah satu contoh bagaimana pemikiran seorang mengatasi sebuah masalah mudah yang sering terjadi dan mempunyai kondisi solusi dari masalah tersebut.

Mengatasi Masalah Ekonomi menggunakan Pendekatan dan Batasan Masalah • Memiliki pemikiran kritis dalam mengatasi masalah yang ada • Menggunakan ilmu penerapan yang sudah dikuasai dalam bidangnya masing-masing • Mengetahui kondisi keadaan pasar dan lingkungan dalam berbagai produk yang akan dijual • Memilih sebuah barang mentah yang sesuai dengan permintaan dan standar yang sudah ditetapkan • Membatasi berbagai macam pengeluaran yang tak diperlukan dan audit pemasukan yang seharusnya disesuaikan dari berbagai solusi yang ada

Aspek Kualifikasi sebagai Economic/Finance Engineering • Sebuah masalah adalah kondisi yang terpenting dalam kita bekerja dengan serius dan mengatasinya dengan solusi yang tepat • Dalam sebuah masalah tidak tepat solusi yang dikeluarkan hanya dari satu kepala saja, perlu sebuah pemikiran majemuk dan mengadakan pemilihan mana solusi yang paling tepat • Dalam aspek ekonomi, pemilihan solusi pengeluaran adalah yang terpenting, guna memanfaatkan penghematan pengeluaran

Tata Cara Pemilihan Solusi yang tepat menggunakan Pendekatan Ekonomi Mengatahui Permasalahan Menyatukan berbagai macam data sebelumnya Membuat alternatif dari data yang sebelumnya Memprediksikan berbagai macam alternatif yang keluar nantinya Memilih dari Permodelan dan alternatif yang terbaik Memprioritaskan Tujuan/Objektifitas Mengatahui Permasalahan Memilah antara alternatif yang terbaik dari macam solusi Konstruksi permodelan Auditing Selesai

Jenis Pengeluaran dalam Ekonomi • Fixed Cost atau pengeluaran Tetap • Variable Cost atau pengeluaran tak tetap – Marginal Cost Adalah pengeluaran tak tetap untuk sebuah barang lebih dari satu – Average Cost Adalah pengeluaran tak tetap untuk setiap unit barang yang diproduksi

Cost/Pengeluaran Rumus Dasar Pengeluaran Total Cost Volume • Berdasarkan dari jenis pengeluaran yang ditetapkan, maka rumus pengeluaran adalah: Cost Total = FC + VC • Dimana FC adalah Fixed Cost dan VC adalah variable cost. Diagram yang menentukan hal ini adalah linier seperti gambar disamping

Kriteria Kewirausahaan yang Baik • Memiliki Pelanggang Tetap yang setia • Memiliki aliran cash yang sehat, baik dari sisi pengeluaran dan pendapatan (tidak minus) • Aliran masuk barang dan keluar barang yang terjadi cukup baik • Memanusiakan pekerja yang dimilikinya sesuai UU No 13 Tahun 2003 • Melakukan berbagai inovasi dan perkembangan demi meningkatkan profit • Tidak melakukan kebijakan yang memboroskan pengeluaran

Contoh Kondisi Pembukuan Wirausahaan

Tugas Kelompok • Carilah artikel tentang kesuksesan dalam berwirausahaan di koran, majalah ataupun internet • Alat apa saja yang digunakan wirausahawan tersebut • Hitunglah kondisi pendapatan dan pengeluaran yang terjadi diperusahaan tersebut • Maksimal kelompok 3 orang/kelompok, tak boleh nawar

Refensi • Johnstone, Karla. M, Audrey. A Gramling, Larry. E Rittenberg; Auditing: A Risk-Based Approach to Constructing a Quality Audit 9 th Edition, South Western Publish. 2014; USA • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Newnan, Donald. G, Ted. G Eschenbach, Joreme. P Lavelle; Engineering Economics 11 th Edition, Oxford University Press. 2012; USA • Setiawan, Danny; Proposal Perusahaan. 2011; Indonesia

Pertemuan ke 8 PENGENALAN JENIS ALAT PENGUKUR

Pendahuluan Dalam keteknikan, alat ukur adalah sebuah benda yang sangat penting untuk mengetahui jumlah besaran yang kita dapat dari sebuah peristiwa dalam ilmu teknik. Alat ukur ini terbagi jenisnya menjadi 2 yakni alat ukur analog dan digital. Pada alat ukur analog, kondisi perhitungannya masih berupa manual dan pembacaannya masih menggunakan skala dan jarum ukur, sedangkan alat ukur digital dilapisi dengan alat bantu pembaca elektrik seperti pita elektron, dinamo dan rangkaian kapasitif.

Jenis Alat Ukur • • Alat Ukur Panjang Alat Ukur Tegangan dan Arus Listrik Alat Ukur Temperatur/suhu Alat Ukur Tekanan Alat Ukur Kecepatan Alat Ukur Torsi Alat Ukur Aliran Fluida / Debit dll

Alat Ukur Panjang Alat ukur panjang adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur panjang sebuah materi (benda) dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter panjang).

Alat Ukur Panjang

Alat Ukur Tegangan dan Arus Listrik Alat ukur tegangan adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan dari sebuah beda potensial yang dihasilkan oleh laju aliran elektron yang mengalir pada sebuah konduktor dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter voltase), sedangkan alat ukur arus listrik adalah mengukur berapa banyaknya elektron/muatan yang mengalir disebuah konduktor sesuai dengan standarnya (dalam hal ini ampere)

Alat Ukur Tegangan dan Arus Listrik

Alat Ukur Temperatur/suhu Dalam pengukuran panas atau suhu sering kali mengunakan alat ukur yang dapat mengetahui perbedaan titik didih setiap material, sebagai contoh adalah Raksa. Alat ukur yang mengunakan raksa sebagai alat pengukuran titik didih disebut alat ukur termometer raksa (termometer pada umumnya)

Alat Ukur Temperatur/suhu

Alat Ukur Tekanan Alat ukur tekanan adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tekanan sebuah aliran ataupun keberadaan atmosfer (udara) dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter Pascal).

Alat Ukur Tekanan

Alat Ukur Kecepatan Alat ukur kecepatan adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur kelajuan sebuah benda pada putaran tertentu (angular) dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter speed).

Alat Ukur Kecepatan

Alat Ukur Torsi Alat ukur torsi adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur gaya puntir/ momen sebuah benda yang berputar dengan putaran tertentu (angular) dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter Newton meter).

Alat Ukur Torsi

Alat Ukur Aliran Fluida / Debit Alat ukur debit adalah sebuah alat ukur yang dipakai untuk mengukur aliran sebuah benda cair yang bergerak didalam pipa dengan kecepatan dan tekanan tertentu dengan parameter yang distandarkan (dalam hal ini parameter yang digunakan adalah parameter kubik perdetik).

Alat Ukur Aliran Fluida / Debit

Refensi • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Instrument. com

Pertemuan ke 9 PENGANTAR TENTANG PERPINDAHAN PANAS DAN TERMODINAMIKA

Pendahuluan Dalam ilmu Hukum Termodinamika, Kalor dapat berpindah apabila ada usaha yang masuk dalam sistemnya (entalphi yang masuk atau keluar), sehingga menurut Carnott nilai pendinginan (COP cooling) yang terjadi akibat jumlah energi yang keluar dibagi mesin yang bekerja disistem. Akibat penjelasan Carnott tersebut membuat kadar pendinginan dapat diatur dengan adanya kondisi – kondisi yang memungkinkan yakni : kondisi tekanan pada fluida, jumlah partikel yang berada didalam saluran (Volume fluida), dan Energi yang masuk kedalam sistem (entalphi). Apabila 3 faktor umum pendinginan ini ada dan bekerja, maka pendinginan akan dapat dilakukan.

Lanjutan Alasan 3 faktor yang menentukan diatas diakibatkan adanya hukum persamaan gas ideal yang dimana kondisinya terbagi menjadi 3, yakni isobarik, isokhorik, dan adiabatik. Namun dalam pendinginan, kondisi yang sering digunakan adalah kondisi adiabatik dimana ada waktu energi (entaphi) tetap di siklus pendinginan

Energi Dalam sistem yang bekerja, terdapat berbagai jenis energi yang terbagi menjadi 2 yakni : Energi Potensial dan Energi Kinetik. menurut hukum gravitasi, gabungan 2 energi ini disebut pula energi mekanik, namun dalam hukum termodinamika pertama, gabungan kedua energi ini disebut sebagai Energi Total Sistem. Rumus dasarnya yakni: Etotal = EInput - Eout

Lanjutan Kondisi tersebut bernama Keseimbangan Energi (Energi Balance), dimana hukum kekekalan energi menjadi salah satu faktor perubahan energi tersebut. Dalam kondisi pendinginan yang terjadi, nilai energi total dapat didefinisikan menjadi 3 faktor yakni perpindahan kalor, kerja kompresor, dan laju massa refrigeran yang dapat di rumuskan yakni: Ein – Eout = (Qin – Qout) + (Win – Wout) + (Em in – Em out) = ΔEtotal

Rumus Kalor Dalam hukum Termodinamika pertama, nilai kalor didapatkan dari berapa perubahan temperatur yang terjadi hanya untuk sebuah benda yang memiliki massa untuk mencapai temperatur yang dibutuhkan, sehingga nilai tersebut bisa didapat berupa nilai koefisien termal benda seperti rumus berikut: Cp = Q / (m d. T) Dimana Cp = koefisien termal Q = Energi Kalor m = massa benda Dt = perubahan temperatur

Kondisi Energi yang bekerja dalam Sistem

Contoh Soal • Sebuah sistem memiliki energi input sebesar 250 k. W, apabila energi input tersebut diberikan kedalam bejana tertutup dengan massa total bejana 2500 kg dan temperatur awal 25° C, hitunglah koefisien termal kalor yang terjadi apabila benda dalam bejana dipanaskan hingga suhu 100° C

Jawab • Nilai koefisien termal benda dalam bejana bisa digunakan rumus yakni: cp = Q / (m d. T) = 250 x 1000 / (2500 kg x (100 – 25))= 1, 33 W/ kg C • Jadi nilai koefisien benda tersebut 1, 33, dalam kondisi termal, nilai diatas 1 namun kurang dari 5 adalah jenis semikonduktor

Debit Dalam sebuah aliran pipa, terdapat sebuah aliran pancuran yang dihasilkan oleh tekanan aliran yang memiliki kecepatan tersebut, peristiwa mancurnya aliran fluida tersebut disebut aliran Debit. Berikut rumus aliran Debit: Qv = vp x Ap Dimana : Qv = Debit vp = kecepatan aliran Ap = Luas diameter dalam pipa

Debit Selain rumus diatas, aliran debit dapat dihitung dengan penggunaan massa aliran dan massa jenis fluida yang dipakai, hal ini didasari dari nilai friksi yang terjadi didalam pipa, sehingga rumusnya yakni: Qv = mv / ρ Dimana : Qv = Debit mv = aliran massa ρ = massa jenis

Contoh • Sebuah fluida dengan kecepatan aliran massa sebesar 2 m/s, apabila diameter dalam pada pipa yang digunakan adalah 10 cm, berapa debit air yang terjadi • Kemudian berapa lama waktu untuk mengisi wadah sebanyak 2000 L yang tersambung dengan pipa tersebut

Jawab • Nilai debit yang terjadi: A = πD^2 / 4 = (3, 14 x 10^2) / 4 = 78, 5 cm^2 Q = v x A = 2 m/s x 78, 5 x 10^-4 = 0, 0157 m^3/s = 157 L/s • Sehingga utk mengisi wadah sebesar 2000 L waktunya: t = 2000 L/ 157 L/s = 12, 74 s jadi wadah tersebut penuh dalam waktu 13 detik

Tugas • Sebuah sistem memiliki energi input sebesar 200 k. W, apabila energi input tersebut diberikan kedalam bejana tertutup dengan massa total bejana 400 kg dan temperatur awal 25° C, hitunglah koefisien termal kalor yang terjadi apabila benda dalam bejana dipanaskan hingga suhu 300° C

Tugas • Sebuah fluida dengan kecepatan aliran massa sebesar 0, 04 m/s, apabila diameter dalam pada pipa yang digunakan adalah 3 in, berapa debit air yang terjadi • Kemudian berapa lama waktu untuk mengisi wadah sebanyak 2500 L yang tersambung dengan pipa tersebut

Referensi • Cengel, Yunus; Introduction to Thermodynamic and Heat Transfer, Mc. Graw Hill, 2009. USA • Dossat, Roy J; Principle of Refrigeration, John Wiley and Sons, 1961. USA • Holman, Jack P; Heat Transfer, Mc. Graw Hill, 2007. USA • Whitman, William C Johnson, John A Tomczyk, and Eugeine Silberstain; Refigeration and Air Condition Technology, 2009. Delmar Cengage Learning. USA

Pertemuan ke 9 PENGENALAN MEKANIKA FLUIDA

Pendahuluan Dalam mekanika fluida, aliran fluida sangatlah penting untuk dipelajari, sehingga dapat mempermudah kita mengenal bagaimana cara aliran tersebut dapat menggerakan kincir ataupun bergerak akibat adanya tekanan pada mesin penekan sehingga menciptakan kecepatan fluida didalam sebuah wadah berongga seperti pipa.

Karakteristik Fluida Terkadang banyak yang bertanya, apa bedanya antara fluida dengan zat padat? , sebenarnya ada perbedaan yang sangat jelas ari 2 zat tersebut yakni: • fluida memiliki molekul yang lebih bebas dibandingkan zat padat • fluida mudah mengikuti bentuk wadah yang menjadi tempat perwadahannya • fluida lebih mudah diubah bentuknya dengan adanya tekanan (walaupun sulit untuk mengkompresnya) Begitulah perbedaan yang menyebabkan karakter fluida dipelajari guna mengetahui peritiwa yang dihasilkannya

Contoh peritiwa dalam Mekanika Fluida

Pengenalan Analisa Mekanika Fluida • • • Density Specific Gravity Specific Weight Ideal Gas Viskositas Tekanan Volume Shear Stress Bilangan Reynold

Density Adalah sebuah pengukuran besaran turunan untuk mengetahui berapa jumlah berat/massa yang dapat dihitung dalam dimensi 1 x 1 meter setiap benda yang diukur. Fungsi dari density adalah untuk memperkirakan jumlah massa yang bergerak dapat menciptakan sejumlah tekanan yang diakibatkan adanya gaya yang bergerak dalam pipa persetiap detik aliran fluida yang mengalir (L/h)

Spesifik Gravitasi dan Spesifik Berat • Spesifik gravitasi adalah perbandingan antara density sebuah benda dengan density dari air bersuhu 4 derajat Celsius, hal ini sering digunakan untuk menentukan titik pondasi pada konstruksi • Sedangkan spesifik berat adalah perhitungan nilai density sebuah benda dengan percepatan gravitasi yang terjadi, hal ini juga sering digunakan untuk pondasi, hanya saja terhadap gempa

Persamaan Gas Ideal Dalam mata kuliah Kimia Dasar, terdapat sub bab tentang perhitungan persamaan gas ideal, perhitungan sering digunakan untuk menentukan nilai siklus yang terjadi pada mesin yang menciptakan gas panas disiklus permesinannya, seperti motor bakar, mesin pendingin, mesin konversi energi dan lainnya. Dalam mekanika fluida, persamaan gas ideal sering dipakai untuk menentukan tekanan dan volume pada gas yang mengalir

Viskositas adalah sebutan untuk menentukan sebuah kekentalan fluida yang sedang bergerak, dalam mekanika fluida, terdapat 2 jenis viskositas yakni viskositas kinematik dan viskositas dinamik, 2 jenis memiliki kriterianya masing-masing, oleh sebab itu rumus yang digunakan pun juga berbeda.

Tekanan dan Volume • Tekanan adalah peristiwa tentang gaya yang memiliki arah terhadap luas penampang yang diberi gaya tersebut • Volume adalah sebutan untuk besaran turunan ketiga dari besaran panjang, karena dimensi yang dihitung terdiri dari 3 parameter yakni parameter x, y dan z

Tegangan Geser Adalah tegangan yang dihasilkan oleh adanya aliran fluida yang memiliki viskositas dan kecepatan, sehingga membentuk pergerakan yang mirip seperti layar yang disebut layar tegangan geser, teangan geser sangat penting diperhitungan, karena dari sini akan tercipta aliran laminar dan turbulen yang diakibatan bentuk wadah alirannya lurus atau berbelok

Bilangan Reynold Adalah bilangan yang ditemukan oleh O. Reynold ketika beliau meneliti perlajuan fluida pada sebuah wadah tertutup sehingga dapat mengetahu kecepatan yang terjadi, dari peristiwa tersebut, beliau menetapkan sebuah bilangan untuk menentukan nilai aliran tersebut dan sekarang disebut sebagai Bilangan Reynold

Referensi • Cengel, Yunus; Introduction to Fluids Mechanics, Mc. Graw Hill, 2012. USA • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Munson, Jensen; Fluids Mechanics, Mc. Graw Hill, 2009. USA

Pertemuan ke 10 PENGENALAN TEKNIK TENAGA LISTRIK

Pendahuluan Pada teknik mesin, terdapat mata kuliah tentang mempelajari kelistrikan dan juga kriteria yang menjadi daftar materi pembelajarannya. Mata kuliah ini disebut teknik tenaga listrik, berdasarkan namanya, mata kuliah ini mempelajari apa kegunaan jenis motor yang menggunakan energi dari arus listrik, atau lebih sering kita sebut sebagai motor listrik/ dinamo/ generator.

Pengertian Arus dan Beda Potensial Arus listrik adalah sebuah kondisi dimana sebuah ion yang bermuatan positif dan negatif saling tarik menarik sehingga mengakibatkan terjadinya arus ion tersebut, hal ini dikarena adanya keelektromagnetisan dari sebuah energi listrik yang memiliki beda potensial antara tiap kutub atau titik penghubungnya. Sedangkan untuk beda potensial adalah kondisi sebuah ion yang bermuatan energi dengan jenis yang berbeda saling tarik menarik, sehingga membuat sebuah arus listrik yang mengalir dari titik lebih tinggi (katoda) ke titik yang rendah (anoda).

Rumus dasar Kelistrikan Rumus dasar dari kelistrikan terbagi 3 pokok peristiwa, yakni tegangan listrik, arus listrik dan hambatan listrik. Berikut rumus hubungan trio yang menjadi pedoman bagi para teknisi elektrik diseluruh dunia yakni: V = I R Dimana = V = Tegangan Listrik I = Arus Listrik R = Hambatan Listrik

Daya Listrik Daya listrik atau sering kita sebut sebagai daya VA, dikarenakan satuannya yang oleh banyak pihak yang menggunakan satuan US/IP/UK, hal ini dikarenakan juga dengan satuannya pula, rumus daya listrik adalah : P_listrik = V x I x t Dimana P adalah daya listrik, V adalah tegangan listrik, I adalah arus listrik dan t adalah waktu penggunaan listriknya

Motor Listrik Motor listrik adalah sebuah alat penggerak yang menggunakan energi listrik menjadi energi gerak (asas mesin konversi energi). Motor listrik sering digunakan deberbagai macam alat, baik itu mesin produksi, alat bantu rumah tangga, kendaraan, alat pembantu industri, generator, sampai pada mainan anak. Kegunaannya disegala lini membuat motor listrik memiliki kondisi yang sangat diperlukan dikehidupan sehari – hari manusia, alasan motor listrik sering digunakan dikarenakan nilai efesiensi yang lebih tinggi dibandingkan motor bakar (motor piston).

Bagian Motor Listrik • • • Rotor Bearing Stator Air Gap Winding (lilitan) Komutator

Gambar bagian Motor Stator dan Air Gap Motor Listrik Rotor Motor Listrik

Gambar bagian Motor Bearing Motor Listrik Komutator Motor Listrik

Jenis Motor Listrik • Berdasarkan arus yang digunakan – Motor DC – Motor AC • Berdasarkan Komutator yang digunakan • Komutator didalam – – Brushless DC/AC Motor Universal Motor BLDC Motor PM Motor (ECM / Electric Commutating Motor) • Komutator diluar – Asynchronous Motor – Synchronous Motor

Daya pada Motor Listrik Berdasarkan mesin konversi energi, terdapat nilai yang dihitung berdasarkan gerakan yang dihasilkannya, namun dalam teknik mesin, perhitungan yang didapat dari perhitungan yakni daya yang dihasilkan, berdasarkan adanya kecepatan putar dan momen puntir yang terjadi pada motor listrik maka rumusnya: Pm = ω x τ Dimana Pm adalah daya motor listrik, w adalah kecepatan angular motor listrik dan T adalah momen puntir (torsi) motor listrik.

Contoh • Sebuah kabel yang memiliki arus listrik diukur menggunakan amperemeter mendapatkan sebuah angka 200 m. Ah, apabila kabel tersebut terhubung dengan sumber energi yang bertegangan 110 V, berapa daya energi listrik yang terpakai apabila dihitung dalam satuan hour (jam)

Jawab • Dikarenakan pada arus tersebut, amperemeter mendapatkan nilai arus sekitar 200 m. Ah, berarti jumlah arus perhour (perjamnya) berjumlah 200 m. A, sehingga nilai daya listriknya: • Pva = V I = 110 V x 0, 2 Ah = 22 VAh • Jadi penggunaan dayanya yakni 22 Vah atau sekitar 20 Wh

Soal • Sebuah alat elektronik yang memiliki arus listrik diukur menggunakan amperemeter mendapatkan sebuah angka 2000 m. Ah, apabila kabel tersebut terhubung dengan sumber energi yang bertegangan 220 V, berapa daya energi listrik yang terpakai apabila dihitung dalam satuan hour (jam) • Berapa harga penggunaan alat elektronik tersebut perbulannya jika penggunaanya sekitar 10 jam/hari dengan 1 k. Wh = Rp 1360 dan anggap 1 k. VAh = 1 k. Wh

Soal • Sebuah motor listrik dengan kecepatan angularnya sekitar 1300 rpm tersebut memiliki torsi sekitar 12 Nm, hitunglah daya motor listrik yang bergerak tersebut • Dari parameter motor listrik tersebut, ditemukan bahwa tegangan yang digunakan sekitar 386 Vah dengan arus perjamnya sekitar 1, 5 Ampere, berapa jumlah tegangan listrik yang dibutuhkan

Referensi • Bishop, Owen; Electronics : A First Course 3 rd Edition, Elsevier. 2011; British. • Kurtz, Meyer; Mechanical Engineeering Handbook, Wiley. 2009; USA • Knight, Andy. Electric Machines. U. of Alberta. Archived from the original on 18 July 2013.

THANKS YOU SELAMAT UJIAN TENGAH SEMESTER SEMOGA SUKSES SELALU