Infotekmesin Vol.
No.
Juli 2024 p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 DOI: 10.
35970/infotekmesin.
2229, pp.
Rancang Bangun dan Pengembangan Shuttlecock Balancing Tester Dengan menggunakan Cooling Fan 120 mm Nur Aidi Ariyanto1*.
Andre Budhi Hendrawan2 1,2Program Studi Teknik Mesin.
Politeknik Harapan Bersama 1,2Jl.
Mataram No.
9 Pesurungan Lor.
Kota Tegal, 52147.
Indonesia E-mail: nuraidi.
ariyanto@gmail.
com1, andrebudhih@gmail.
Abstrak Info Naskah:
Naskah masuk: 30 Januari 2024 Direvisi: 6 Juli 2024 Diterima: 31 Juli 2024 Bulu tangkis merupakan olahraga yang populer di dunia, terutama di negara-negara seperti Indonesia.
Malaysia.
Cina, dan banyak negara Eropa.
Salah satu elemen penting dalam bulu tangkis adalah shuttlecock, yang digunakan sebagai bola permainan.
Keseimbangan shuttlecock adalah faktor kritis yang mempengaruhi kinerja pemain.
Keseimbangan shuttlecock mengacu pada distribusi beratnya yang harus diatur sedemikian rupa sehingga shuttlecock dapat terbang secara stabil dan dapat diprediksi dalam permainan.
Kerapatan bentuk pada shuttlecock bulu atau pun shuttlecock sintetis juga mempengaruhi pergerakan shuttlecock dan menghasilkan nilai drag force yang Ada beberapa metode yang dapat dilakukan dalam pengujian keseimbangan shuttlecock seperti metode dilempar secara vertikal, metode dipukul secara manual atau pun menggunakan mesin pelontar.
Kedua metode tersebut memperlihatkan secara langsung pergerakan shuttlecock sehingga akan terlihat pergerakannya yang seimbang atau tidak seimbang, namun metode ini memerlukan area yang cukup luas.
Metode yang lebih sederhana yaitu menggunakan alat shuttlecock balancing tester (SBT), namun alat yang ada saat ini memiliki suara yang bising, dimensi yang cukup besar sehingga tidak praktis.
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan SBT yang sudah ada dengan suara yang tidak berisik, dimensi yang lebih kecil dan lebih praktis dengan menggunakan kipas pendingin 120 mm.
Kajian dilakukan untuk mengetahui kecepatan aliran udara yang dibutuhkan dan ukuran lobang honeycomb yang tepat.
Hasil penelitian menunjukkan kecepatan aliran udara yang dibutuhkan pada alat uji keseimbangan shutllecock agar shuttlecock terangkat/melayang dan berputar stabil yaitu 5,0 m/s dengan menggunakan lobang honeycomb berdiameter 6 mm, dan 4,6 m/s dengan menggunakan lobang honeycomb berdiameter 8 mm.
Dengan menggunakan honeycomb 8 mm menghasilkan aliran udara dengan gaya angkat yang lebih besar dari pada menggunakan honeycomb 6 mm.
Abstract Keywords:
Badminton is a popular sport in the world, especially in countries such as Indonesia.
Malaysia.
China and many European countries.
One of the important elements in badminton is the shuttlecock, which is used as a game ball.
The shape density of feather shuttlecocks or synthetic shuttlecocks also affects the movement of the shuttlecock and produces different drag force values.
Several methods can be used to test the balance of a shuttlecock, such as a method of throwing it vertically, the method of hitting it manually or using a throwing machine.
Both methods show the movement of the shuttlecock directly so that it can be seen whether its movement is balanced or unbalanced, but this method requires a fairly large area.
A simpler method is to use a shuttlecock balancing tester (SBT), but the current equipment is noisy and has quite large dimensions so it is not practical.
This research aims to develop an existing SBT with less noise, smaller sizes, and more practicality by using a 120 mm cooling fan.
The study was carried out to determine the required air flow speed and the correct size of the honeycomb hole.
The results of the research show that the airflow speed required in the SBT so that the shuttlecock lifts per floats and rotates stably is 5.
0 m/s using a honeycomb hole with a diameter of 6 mm and 4.
6 m/s using a honeycomb hole with a diameter of 8 mm .
Using 8 mm honeycomb produces air flow with a greater lifting force than using 6 mm honeycomb.
*Penulis korespondensi:
Nur Aidi Ariyanto E-mail: nuraidi.
ariyanto@gmail.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Pendahuluan Bulu tangkis adalah salah satu olahraga yang sangat populer di seluruh dunia, terutama di negara-negara seperti Indonesia.
Malaysia.
Cina, dan banyak negara Eropa.
Olahraga ini memerlukan kombinasi keterampilan, daya tahan fisik, dan reaksi cepat.
Salah satu elemen penting dalam bulu tangkis adalah penggunaan shuttlecock, yang digunakan sebagai bola permainan.
Shuttlecock ini harus memiliki keseimbangan yang tepat untuk memastikan permainan yang adil dan kompetitif .
Keseimbangan shuttlecock adalah faktor kritis yang mempengaruhi performa pemain bulu tangkis.
Keseimbangan shuttlecock mengacu pada distribusi beratnya, yang harus diatur sedemikian rupa sehingga shuttlecock dapat terbang secara stabil dan dapat diprediksi dalam permainan.
Keseimbangan yang tepat akan memungkinkan pemain untuk mengembangkan keterampilan teknis mereka dengan baik, seperti pukulan overhead, backhand, dan smashes .
Shuttlecock yang digunakan dalam pertandingan profesional telah diatur dan disetujui oleh badan pengatur bulu tangkis, seperti Federasi Bulu Tangkis Dunia .
, masih ada tantangan dalam memastikan keseimbangan shuttlecock yang konsisten.
Oleh karena itu, penelitian tentang alat uji keseimbangan shuttlecock sangat penting dalam pengembangan olahraga bulu tangkis.
Berdasarkan aturan resmi Batminton Word Federation (BWF) .
bahwa jumlah bulu pada shuttlecock yaitu 16 bulu yang melingkar dan tertancap pada bagian dasar berupa gabus.
Diameter shuttlecock sekitar 25-28 milimeter, panjang tiap helai bulu yaitu 62-70 mm.
Adapun berat shuttlecock yaitu sekitar 4,75 - 5,5 gram.
Selain itu, lingkaran pada bagian ujung bulu harus berada pada kisaran ukuran 58 - 68 mm.
Berbagai upaya dilakukan untuk meningkatkan kualitas shuttlecock, salah satunya dengan program Six Sigma dengan menggunakan metode DMAIC (Define Measure Analyze Improve Contro.
Dari hasil penelitian Sulistiyani dan Sari, .
pada suatu produsen shuttlecock, kualitas produknya memiliki nilai sigma 3,69 dimana persentasi produk cacat sebesar 4,31% dengan jenis kerusakan yaitu Batang Bulu Rusak (BBR).
Penjahitan Antar Bulu Lepas (PABL).
Keseimbangan Laju Shuttlecock Goyah (KLSG) .
Upaya peningkatan produk shuttlecock juga dilakukan dengan menggunakan alat penancap bulu.
Susanto .
melakukan penelitan terkait kinerja mesin penancap bulu shuttlecock semi otomatis.
Dengan melakukan analisis data uji ANOVA menggunakan aplikasi SPSS.
Hasil uji menyatakan bahwa signifikasi hasil tes Non Parametrik Mann Whitney bernilai kurang dari 0,05 yang berarti terdapat perbedaan pada kelompok kontrol dan kelompok pencoba .
Upaya lain dalam peningaktan produk shuttlecock dengan melakukan pengujian keseimbangan, salah satu caranya yaitu uji terbang shuttlecock yang biasanya dilakukan secara manual oleh pekerja, namun bisa juga dilakukan menggunakan mesin pelontar.
Rusdiawan, dkk, .
telah melakukan penelitian berupa desain pelontar shuttlecock secara otomatis yang dikendalikan dengan remote control .
Selain dengan cara dipukul, pengujian keseimbangan .
pada proses produksi dapat dilakukan secara manual dengan dilemparkan vertikal ke atas.
Ada juga yang menggunakan alat uji keseimbangan yaitu shuttlecock balancing tester (SBT) sederhana yang dibuat sendiri dengan suara yang berisik, dimensi yang cukup besar sehingga kurang praktis.
Gambar 1.
SBT sederhana milik UMKM Kemampuan aerodinamis pada bulu shuttlecock mempengaruhi kualitas, gaya angkat dan putaran shuttlecock saat terbang di udara .
Hasil penelitian Mehta, .
menunjukkan shuttlecock berbahan bulu dan berbahan sintetis memiliki performa yang berbeda.
Alam dkk .
melakukan penelitian pada shuttlecock berbahan bulu dan shuttlecock sintetis dengan kondisi kerapatan bulu normal dan kondisi kerapatan yang Kondisi bulu yang rapat dan juga kerapatan nilai drag force Modifikasi kerapatan bulu dapat mengurangi nilai drag force dari 0,5 hingga 0,3 .
Cao dkk .
membuat suatu simulasi pergerakan shuttlecock dalam sebuah wind tunnel untuk melihat karakteristik putaran pada shuttlecock dengan mengasumsikan dua jenis momen yaitu momen arah pergerakan shuttlecock yang bergantung pada arah dan kecepatan angin, dan momen hambatan yang bergantung pada kecepatan putaran shuttlecock .
Produsen shuttlecock harus memastikan bahwa setiap shuttlecock yang mereka hasilkan memenuhi standar keseimbangan yang baik.
Hal ini akan memungkinkan pemain bulu tangkis untuk berlatih dan bersaing dengan shuttlecock yang memiliki keseimbangan yang konsisten, sehingga meminimalkan variabilitas dalam permainan, untuk itu diperlukan SBT di beberapa tahapan pembuatan shuttlecock .
Beberapa metode pengujian keseimbangan shuttlecock telah dilakukan dan memiliki kelebihan dan kekurangan seperti penggunaan metode pukul langsung atau pun menggunakan mesin pelontar memperlihatkan secara langsung gerakan shuttlecock di udara sehingga akan terlihat seimbang atau tidaknya pergerakan tersebut, namun metode ini memerlukan alat yang cukup besar dan area yang luas.
Hal yang lebih sederhana yaitu menggunakan alat SBT, namun perlu adanya pengembangan dari alat SBT yang sudah ada.
Penelitian ini bertujuan untuk p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 mengembangkan SBT yang lebih baik dimana dimensinya lebih kecil, tingkat kebisingan yang lebih rendah, lebih praktis dan dengan biaya yang terjangkau.
Metode Pada penelitian ini, dilakukan pengembangan bentuk alat uji keseimbangan shuttlecock dengan menggunakan kipas pendingin dan kontrol kecepatan kipas yang lebih baik, dengan pengaturan kecepatan putaran kipas dari kondisi diam hingga kecepatan 100% maksimal.
Variasi kondisi alat uji dilakukan yaitu dengan menggunakan ukuran honeycomb aliran udara berdiameter 6 mm dan 8 mm untuk mengetahuiS ukuran honeycomb berapa yang paling baik untuk digunakan.
Mulai Data kecepatan aliran udara terhadap persentase kecepatan Analisis data Studi Pustaka.
Studi lapangan Desain Alat uji Keseimbangan Shuttlecock Persiapan alat dan bahan Pengujian Alat uji Keseimbangan Shuttlecock dengan variasi honeycomb 6 dan 8 mm Kesimpulan dan Saran Gambar 4.
Boks kayu, cooling fan Pembuatan Alat uji Keseimbangan Shuttlecock Selesai Gambar 5.
Power supply 12V 10A, speed controller Gambar 2.
Alur penelitian Studi lapangan dilakukan dengan melakukan survei ke UMKM produksi shuttlecock yang memiliki alat uji Mengamati dan membuat desain modifikasi dari alat yang ada.
Membuat desain alat uji keseimbangan shuttlecock yaitu berupa boks kayu dengan ukuran 200 x 400 x 150 mm.
Di dalam boks tersebut akan ditempatkan beberapa komponen dengan rincian alat dan bahan sebagai Gambar 6 Pipa PVC 4Ay, pipa transparan 4Ay .
d=110m.
Alat Alat yang akan digunakan dalam pembuatan SBT yaitu Gergaji kayu.
Obeng.
Gunting.
Mesin bor tangan.
Anemometer seprti pada Gambar 3.
Gambar 7.
Saklar dan kabel Gambar 3.
Digital Anemometer Bahan Bahan yang digunakan dalam pembuatan SBT yaitu Boks kayu ukuran 200 x 400 x 150 mm.
Cooling fan 12 VDC 3,4 A.
Power supply 12 VDC 10 A.
Motor Governor / speed controller.
Pipa PVC 4Ay.
Pipa plastik transparan 4Ay.
Saklar dan kabel-kabel, dan Sedotan berdiameter 6mm dan Gambar 8.
Sedotan 6 mm dan 8 mm Pengambilan data dilakukan dengan menempatkan seluruh bahan di dalam boks, menempatkan sedotan yang sudah di potong-potong dengan panjang sekitar 50 mm ke dalam pipa PVC, menempatkan pipa PVC dan pipa p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 transparan di atas cooling fan, menempatkan anemometer di atas pipa transparan, seperti pada gambar 9.
Daya
cooling fan
(%)
Kecepatan aliran udara .
Diameter Diameter Honeycomb 6 mm Honeycomb 8 mm Dari data di Tabel 1.
didapatkan bahwa kecepatan aliran udara yang dapat dihasilkan oleh SBT yaitu kecepatan maksimal 7,2 m/s, kecepatan minimal 1,6 m/s saat menggunakan honeycomb 6 mm, dan kecepatan maksimal 7,3 m/s, kecepatan minimal 1,5 m/s saat menggunakan honeycomb 8 mm.
Hal tersebut menunjukkan bahwa menggunakan honeycomb 8 mm dihasilkan kecepatan maksimal yang lebih tinggi dan kecepatan minimal yang lebih rendah.
Tren kecepatan aliran udara terhadap daya cooling fan terlihat juga pada Gambar 10.
Gambar 9.
Proses pengujian SBT Pengambilan data pertama dilakukan dengan menggunakan honeycomb berdiameter 6 mm.
Data diambil dengan mengatur kecepatan cooling fan pada pengaturan 100%, 90%, 80% dan seterusnya hingga cooling fan tidak Hasil dan Pembahasan Pengujian Kecepatan Aliran Udara SBT Pengujian kecepatan aliran udara SBT dengan menggunakan honeycomb dari sedotan berdiameter 6 mm dan 8 mm, dihasilkan data kecepatan aliran udara sebagai Tabel 1.
Kecepatan aliran udara SBT dengan honeycomb 6 dan 8 Kecepatan aliran udara .
Daya cooling fan Diameter Diameter (%) Honeycomb 6 mm Honeycomb 8 mm Gambar 10.
Grafik kecepatan aliran udara pada SBT terhadap daya cooling fan Pengujian SBT Menggunakan shuttlecock Pengujian SBT menggunakan shuttlecock, untuk mengetahui pada kekuatan cooling fan berapa persen shuttlecock tersebut melayang dengan baik dimana shuttlecock naik, tidak menempel bagian honeycomb, berputar dengan stabil dengan tidak menyentuh lingkaran pipa atau pun keluar dari lingkaran pipa PVC 4Ay.
Pengujian ini juga dilakukan pada SBT menggunakan honeycomb 6mm dan 8mm.
Gambar 11.
Pengujian SBT dengan honeycomb 6 mm dengan daya cooling fan 10%, 12%, 13% dan 14% Gambar 12.
Pengujian SBT dengan honeycomb 8 mm dengan daya cooling fan 10%, 11%, 12% dan 13% p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Dari Gambar 11.
dimana SBT menggunakan honeycomb 6 mm, terlihat shuttlecock belum melayang pada daya cooling fan 10%, shuttlecock mulai naik pada daya cooling fan 12%, shuttlecock melayang dengan baik pada daya cooling fan 13%, shuttlecock mulai melayang naik melebihi pipa transparan pada daya cooling fan 14%.
Maka daya cooling fan yang optimal untuk digunakan dalam pengujian shuttlecock menggunakan SBT dengan honeycomb 6 mm yaitu pada daya cooling fan 13% dimana kecepatan aliran udaranya adalah 5,0 m/s.
Dari Gambar 12.
dimana SBT menggunakan honeycomb 8 mm, terlihat shuttlecock mulai bergerak pada daya cooling fan 10%, shuttlecock melayang dengan baik pada daya cooling fan 11%, shuttlecock mulai melayang naik melewati pipa transparan pada daya cooling fan 12%, shuttlecock melayang naik melebihi pipa transparan pada daya cooling fan 13%.
Maka daya cooling fan yang optimal menggunakan SBT dengan honeycomb 8 mm yaitu pada daya cooling fan 11% dimana kecepatan aliran udaranya adalah 4,6 m/s.
Secara teoritis, besarnya gaya angkat aliran udara terhadap benda yang diangkat hingga melayang memiliki besaran yang lebih besar dibandingkan gaya berat benda tersebut .
Dengan berat shuttlecock lebih kurang 5,5 gram dan melayang di dalam pipa berdiameter 11 cm maka gaya angkat aliran udara dapat dihitung.
Dimana perhitungan gaya angkat mengacu pada persamaan .
Dimana L = gaya angkat (N) A = densitas udara .
g/mA) v = kecepatan udara relatif .
A = area referensi .
A) CL = koefisien lift .
anpa satua.
Dengan memperhatikan parameter percobaan di atas yaitu densitas udara 1,225 kg/m3, kecepatan aliran udara 5 m/s pada honeycomb berdiameter 6 mm, area pipa pvc 4Ay memiliki diameter 11 cm maka luasan areanya 9,5 x 10-3 m2, dan nilai koefisien lift sekitar 0,4, maka didapat nilai gaya angkat sebesar 0,058 N.
Mengacu pada berat shuttlecock yaitu sekitar 5,5 gram serta adanya gravitasi maka shuttlecock memiliki gaya berat 0,049 N.
Shuttlecock menerima gaya angkat yang lebih besar dari pada gaya beratnya sehingga melayang Kesimpulan Cooling fan 120 mm dengan spesifikasi 12 VDC 3,2 A dapat digunakan sebagai sumber aliran udara pada Shuttlecock Balancing Tester (SBT) dengan bentuk dan tampilan yang lebih baik, dimensi lebih kecil dan suara bising lebih rendah dibandingkan SBT yang ada di UMKM yang menggunakan kipas blower.
Honeycomb dengan diameter 6 mm dan 8 mm, keduanya dapat digunakan pada SBT, dengan kecepatan aliran udara 4,6 Ae 5,0 m/s.
Namun dengan menggunakan honeycomb 8 mm membutuhkan daya cooling fan lebih rendah yaitu 11% dibandingkan dengan menggunakan honeycomb 6 mm yang membutuhkan daya cooling fan yaitu 13%.
perbedaan kecepatan aliran udara untuk mengangkat shuttlecock dengan menggunakan honeycomb 6 mm dan 8 mm karena ukuran honneycomb mempengaruhi nilai koefisien angkat dari kecepatan udara yang mengalir.
Hal tersebut menunjukkan bahwa menggunakan honeycomb 8 mm menghasilkan gaya angkat yang lebih besar dibandingkan jika menggunakan honeycomb 6mm.
Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Unit Pusat Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (P3M) Politeknik Harapan Bersama yang telah memberikan dukungan pada penelitian ini.
Selain itu terima kasih kepada Koperasi Shuttlecock Lawatan Sejahtera (SLS) atas dukungan dan izin survei proses produksi shuttlecock.
Daftar Pustaka