1 TATA KERJA

            Identifikasi masalah merupakn tahapanawal dari suatu pemecahan masalah untuk memecahkan masalah itu kita diharuskan berfikir logis dan mampu membuat serta menjalankan rencana . Gambar 3.1 adalah konsep yang dijlankan dalam mencapai titk puncak dari sebuah permasalahan terutama pembuatan kompor tenaga surya ini:         

Gambar 2.1 Diagram alir pemecahan masalah

2.2 BAHAN DAN DIMENSI KOMPOR TENAGA SURYA

            Dalam sebuah perancangan suatu konstruksi mesin, pemilihan bahan merupakan suatu hal yag mutlak dilakkan karena berpengaruh terjadap kualitas alat.Pemilihan bahan yag sesuai dengan kebutuhan juga akanmemaksimalkan kineja alat serta menekan biaya produksi.Kompor tenaga surya yang akan dibuat adalah kompor denagn skala rumah tangga untuk mendidihkan air dengan kapasitas 1 liter per 15 menit.

Perencanaan dimensi yang akan dibuat adalah sebgai berikt:

• Diameter lingkaran besar                     =191 cm
• Diameter kecil lingkaran                      =28,6 cm
• Jumlah jari-jari lengkung                     = 60 Batang
• Tinggi focus                                         =55,5 cm
• Jarak pusat lingkaran atas dan bawah  =27,7 cm

2.2.1 Perhitungan Bahan Lingkaran Besar (Atas)

            Untuk memperoleh panjang besi beton dengan diameter lingkaran besar yang sesuai dengan perencanaan, yaitu diameter 191 cm dengan cara menghitung keliling lingkaran.

            K =

            K = 3,14.191

 = 599,74 ≈ 600 cm

D = Diameter lingkaran (cm)

 = panjang besi (cm)

              

Gambar 2.2 Bahan besi cor lingkaran besar

Setelah didapat panjang dari bahan ini, langkah selanjutnya mencari jarak untuk membuat lubang dudukan pengikat jari-jari alumunium denagn bau, denagn mata bor berdiameter 4 mm

 J_db = ≈ J_db =  = 10 cm

Dimana J_{db  =}jarak lubang untuk dimeter besar

              K_{db =} Kleiling diameter besar ( cm)

              Nr = Jumlah jari-jari (batang)

Gambar 2.3 Skema bahan yang akan dibor

2.2.1 Perhitungan Bahan Lingkaran Besar (Bawah)

            Untuk diperoleh panjang besi beton dengan diameter kecil yang sesuai direncanakan, yaitu diameter 28,6 cm cara menghitu keliling lingkaran

K =

            K = 3,14.28,6

 = 89,804 ≈ 90 cm

Dimana : K=Keliling lingkran (cm)

  D=diameter lingkkaran (cm)

  = Panjang besi (cm)

Setelah diddapat panjang dari bahan ini, langkah selanjutnya mencari jarak untuk membuat lubang dudukan pengikat jari-jari alumunium dengan baut, denagn mata bor berdiamater 4mm

J_db = ≈ J_db =  = 15 cm

Dimana J_{db  =}jarak lubang untuk dimeter besar

              K_{db =} Kleiling diameter besar ( cm)

              Nr = Jumlah jari-jari (batang)

                      

2.2.3 Perhitungan Bahan Kaca

            Media yang dipakai untuk menangkap dan memantulkan cahaya matahari pada reflector kompor tenaga surya ini adalah berupa potongan-potongan lembaran kaca cermin. Kaca cermin ini direncanakan mempunyai tebal 0,3 cm yang mempunyai kekuatan cukup untuk menangkap dan memantulkan cahaya.

Jika jarak pusat antara lingkaran atas dan bawah ® 27,7 cm.

Maka panjang (lk)kaca dicari:

          

            _k = 3,14 . 27,7

            _k = 89,978 ≈ 87 cm

Ukuran Pemotongan kaca bahan reflector kompor tenaga surya, yaitu sebagai berikut:

Tebal ( t )                                  = 0,3 cm

Jarak lingkranan atas dan bawah = 27,7 cm

Panjang (_k )                                        = 87 cm

Lebar atas ( b_a)                        = 9,9 cm

Lebar bawah ( b_b)                    = 1,5 cm

Jumlah potongan (N_k)             = 17 kepingan

Jadi total Keping kaca                        = N_r x N_k = 60 cm x 17 = 1020 Keping

2.2.4 Menentukan Ketinggian Titik Fokus

            Untuk mendapatkan titik focus, agar sinar yang dating terpantul dan terfokus menjadi satu, maka digunakan persamaan

Karena jari-jari reflector membentuk tempereng atau ¹/₄ lingkaran, maka

F = 2 x R                 2 x 27,7              55,4 ≈ 55,5 cm

2.3 Perhitungan Pada Sitem Pembebanan

            Komponen-komponen pembebanan pada kmpor tenaga surya yang akan dicari adalah sebagai berikut:

1. Lengan Beban reflector
2. Pen lengan beban reflector
3. Tempat benda uji
4. BEsi penguat lingkaran atas dan bawah

2.3.1 Perhitungan Lengan Beban

F₁ = 23,25 Kg ≈ 232,5 N ≈ 232500 KN

A = 555 x 40 = 22200 mm²
  Tegangan tarik pada penampang A-A()=

( )= kN/ mm² ≈ 10,742 N/ mm²

2.3.2 Perhitungan Pen

            Dalam Pembuatan konstruksi kompor tenaga surya, pen berfungsi sebagai poros penghubung lengan beban reflektor dengan tiang kompor tenaga surya

Untuk menentukkan besar beban F₁ atau F₂ dan diameter masing-masing pen adalah.

Maka = 

Dengan = ÷ 0,75).

Diambil 

Beban masing-masing pen : W =

Maka diameter pen adalah d=       d=       d= 7,696 ≈ 8mm

Maka tegangan gesernya yang terjadi pada pen adalah :

Tegangan geser dan A=1 x b²

Dimana tg    = tegangan geser (N/ mm²)

              Ptotal = beban reflector total (kg)

              A        = luas penapang (mm²)

               N_p          = jumlah pen (buah)

               b        = lebar lahan (mm)

Tegangan geser : A = 1 x

BAut yang direncanakan adalah baut standar M12 ( IS 4288 / Pert III 1976 ) dengan angka kekuatan 8,8 dari table, bilangan kekuatan = 8 kg/mm² dengan nagka ( Sf)keamana 8, untuk keamann yang cukup.

2.3.3 Tempat Benda Uji

            Pada konstruksi kompor tenaga surya ini, penyangga benda uji berfungsi sebagai tempat untuk meletekkan benda uji yang posisinya tengah dan berada diatas titik focus.karena pada tenaga kompor tenaga surya ini bahan ujinya berupa zat cair (air) dengan berat asumsi berat maksimum ( w_a) 10 lt = 10 kg

JIka nmasa air diasumsikan maksimal 10 liter ( W_a)=10 kg

2.3.3 Besi Cor Kelabu Penguat Antara Lingkungan Atas dan Bawah

            Untuk memperkuat pemasangan jari-jari anatar lingkaran atas dan bawah pada rangka reflector maka dipasang 2 batang besi cor celabu.

2.4 PROSES PEMBUATAN REFLECTOR

            Proses pembuatan kompor tenaga surya dapat dilakukan dengan efektif setelah material dan peralatan tersedia. Untuk memperoleh hasil yang maksimal maka pengerjaan kompor tenaga surya dilakukan secra teratur dengan membuat langka-langkah pengerjaan sebagai berikut:

2.4.1 Pembuatan Lingkaran Besar

            Lingkaran besar terbuat dari besi beton dengan diameter 1,4 cm dan untuk memperoleh lingkaran diameter sesuai rencana yaitu 191 cm.Untuk menjaga agara tidak terjadi perubahan pada lingkara maka harus dipermanenkan debgan cara dilas busur listrik pada kedua ujungnya.

2.4.2 Pembuatan Lingkaran Kecil

            Bahannya sama dengan bahan untuk lingkaran besar hanya saja ukuran diameter yang berbeda yaitu 28,6 cm. Cara pembuatannya sama seperti lingkaran besar. Dan dibagi 60 sehinggga jarak untuk membuat lubang baut antar titik adalah 1,5 cm.Setelah kedua lingkaran terbentuk maka pasang keduannya sehingga membentuk kerangka reflector dan siap dipasangi jari-jari lingkaran.  

2.4.3 Membuat Cetakan Jari-Jari Reflector

            Dalam pembuatan jari-jari reflector harus dilakukan dengan ketelitian tinggi, dimana lengkung yang terbuat pada jari-jari reflactor merupkan kondisi yang fatal karena hal ini menyangkut pada keefektifan kompor dalam mentrasnfer energi matahari.

Keterngan

1.Sinar digambarkan dengan garis-garis Bantu sejajar sumbu utama yanga akan dipantulkan leh cermin

2. Datang sinar pantul harus terfokus pada titik apai

3.Hingga didapat titik apai 55,5 dari garis diameter, karena kelengkungan jari-jari berasal dari ^¼ lingkaran (tembereng)

Cara pembuatan cetakan ialah dari triplek kiri atas lampu senter dinyalakan. Sinar lampu senter ini harus sejajar dengan garis no1. Muai dari titik A Sinar lampu senter itu ditangkp dengan cermin ukuran 5 cm x 5 cm, dengan mengatur supaya pantulan sinar tepat dititk api.Setelah sinar pantul tepat pada kotak maka dibuat garis lurus 6 cm didepan cermin.Dari garis tersebut disambung 5 cm garis kedua.kemudian untuk membuat garis berikutnya lakukan seperti pembuatan garis pertama tetapi lampu senter digeser kekanan, sampai ditemukan 17 titik.

2.4.4 Pembuatan Jari-Jari Reflektor

            Pembuatan jari-jari reflevctor dilakukan dengan cara manual hanya menggunakan perlatan kerja bangku, sesuai dengan ukuran yang direncanakan bahan alumunium profil (hollow ), yang mempunyai p = 90, kelengkungan jari-jari dibuat sesuai dengan cetakan dari triflek yamng mana telah disesuaikan memperoleh titik apa pada 55,5 cm dari titik pusat diameter lingkaran.

2.4.5 Pemotongan Kaca

            Cara Pemotongan menggunkan alat pemotong kaca dari intan, degan ukuran

• Lebar bagian atas         : 9,9 cm
• LebarBagian bawah     : 1,5 cm
• Panjang                                    87 cm
• Julah potongan                        :17 keping
• Jumlah jari-jari             : 60 Batang

2.5 Proses pembuatan rangka

      Tahap Pembuatan rangka :

a)      Besi cor dengan profil U, diptong sepanjang 150 cm sebanyak 2 buah,dibor sepanjang 115 cm dari kaki dengan mata bor 12 mm. BEsi cor dengan profil U, dipotong sepanjang 193 cm sebanyak 1 buah, dipotong membentuk sudut 90⁰

b)      Besi cor dengan profil U, dipotong sepanjang 50 cm sebanyak 10 buah, diptong membentuk 450 sebaai penguat tiang dan alas (Bagian II)

c)      Besi cor dengan profil U, dipotong sepanjang 45 cm sebanyak buah , besi cor kelabu denang diameter 10 mm dipotong sepanjang 193 cm sebanyak 2 buah dan 35 cm sebanyak 2 buah sebagai dudukan/ penyangga panic (bagian III)

d)      Besi cor berdiameter 12 mm dipotong sepanjang 100 cm, bos lacker sepanjang 3,5 cm, roda gigi berdiameter 6 cm dan rantai sepanjang 315 cm sebagai pengerak reflactor (Bagian IV)

e)      Baian II dilas dengan bagian I

f)       Bagian III dilas denghan bagian I

g)      Baian IV dengan bagian I dan II

3.6 TAHAP PENGECATAN

            Pengecatan dilakukan setelah desain kerangka dan reflector selesai terbentuk.hal ini menjaga agar kompor bertahan lama.Tahap penegecatan pertama ada;lah dengan cat dasar (Sinkromat)berfungsi untuk menutupi pori-pori besi.Tahap kedua aadalah pengecatan ulang, dipilh warna kuning agar kelihtan serasi sesuai dengan letaknya dan fungsinya.

3.7     CARA PEMAKAIAN KOMPOR TENAGA SURYA

 Berikut contoh penggunaan computer tenaga surya

1. Letakkan panic masak yang telah diisi air pada penyangga yangberada pada posisi api/fokus.
2. Atur posisi kompor tenaga surya sehingga reflector tegak lurus dengan arah datangnya sinar matahari, dengan cara menggeser/ menggerakan gantungan reflector dengan pemutar roda gigi sehingga titik fokusnya tepat berada pada alas panic
3. Untuk mengimbangi pergeseran arah matahari maka setiap 15-20 menit, maka gantungan reflector degerakkan supaya titik focus tetap berada dbawah panic
4. Setelah air mendidih angkat panci

            III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1.HASIL PERENCANAAN KOMPOR TENAGA SURYA

            Dengan asumsi dimensi seperti dibawah ini,maka kompor tenaga surya mampu mendidihkan air dengan kapasistas 4 lt/jam

Dimensi Kompor tenaga surya:

• Diameter lingkaran besar (atas )                         = 191 cm
• Diameter Lingkatan kecil (bawah )         =28,6 cm
• Tinggi titik focus                                     = 55,5 cm
• Jarak tengah lingkaran atas dan bawah       = 27,7 cm
• Jumlah jari-jari                                         = 60 Batang

3,2 HASIL PERHITUNGAN BAHAN

3.2.1 DIAMETER LINGKARAN BESAR

            Pada perhitungan ini, untuk mendapatkan panjang bahan pada diameter besar maka diperlukkan besi cor kelabu Fc 20, dengan panjang 600 cm dan diameter 1,4 cm, dengan penentuan jarak lubang untuk baut yaitu 10 cm

3.2.2 Diameter Lingkaran Kecil

Untuk mendapatkan panjang bahan pada diameter kecil maka diperlukkan besi cor kelabu Fc 20, dengan panjang 90 cm dan diameter 1,4 cm, dengan penentuan jarak lubang untuk baut yaitu 1,5 cm.

3.2.3 Pemotongan kaca

            Ukuran dan jumlah pemotongan kaca cermin untuk reflaktor yang befungsi sebagai penangkap dan pemantul cahaya matahari menuju titik focus.

Dimensi kaca:

• Panjang (lk)                 = 87 cm
• Lebar atas (b_a)              = 9,9 cm
• Lebar bawah(b_b)          =1,5 cm
• Tebal (t)                       =0,3 cm

Pemotongan kaca membentuk trapezium dan jumlahnya 1020 keping

3.2.4 Penentuan Titik Fokus

Karena bentuk reflector tempereng atau ¼ lingkaran maka

F=2 x 27,7 = 55,5 cm.

3.2.5 Pada Sistem Pembebanan

3.2.5.1 Lengan Beban

Besar beban reflactor 46,5 kg, jadi masing-masing lengan,menanggung beban sebesar 23,25 kg dan tengnggan tarik  = 10,742 N/mm₂.Maka dipilih baja St 37 yang mempunyai tegangan tarik sebesar 37 kg/mm₂

3.2.5.2 Pen

Besar pen reflector 46,5kg jadi masing-masing pen, menanggung beban sebesar 23,25 kg dan tegnggan geser   = 9,25 N/mm_2. Hasil perhitungan pen didapat baut dengan diameter 8 mm, maka dipilih baut M12 ( IS 4288 / PART III 1976). Jadi pemilihan baut cukup aman.

3.2.5.3 Tempat BENDA UJI

            Jika diasunsikan beban tempat benda uji untuk menopang beban uji (air )seberat 10 lt ≈ 10 kg, maka beban yang ditanggung pada masing-masing penyangga adalah sebesar 5 kg dan besar tegangan lengkung =491 N/mm_2. Pemilihan bahan memakai besi cor kelabu Fc 20. jadi pemilihan bahan aman

3.2.5.4 Penguat Antara Lingkaran atas dan Bawah

            Untuk memperkuat rangka refledctor antara lingkungan besar dan lingkungan kecil, maka dipasang 2 batang besi cor kelabu yang mengalami teganggan tarik 5 kg /mm₂

                        Rangka Komputer Tenaga Surya

Rangka ini berguna untuk menopang beban reflector dan benda uji. Diasumsikan benda uji tidak melebihi 5 kg, karena terdapat dua tiang penopang, maka pemilihan bahan rangka memakai besi baja St 37 yang mempunyai kekuatan tarik 37 kg/mm_2, dan kekuatan las diabaikan, jadi untuk menopang konstruksi kompor tenaga surya cukup aman.   

BAB V KESIMPULAN

Berdasarkan pengolahan dan pengkajian data rancang bangun kompor tenaga surya, maka dapat disimpulkan:

1.      Rangka computer tenaga surya mempunyai spesifikasi panjang : 193 cm, lebar : 150 cm, tinggi 150 cm dan rangka terbuat dari baja St 37.

2.      Reflector kompor tenaga surya mempunyai spesifikasi diameter besar 191 cm, diameter kecil 28,6 cm, kecekungan reflector 27,7 cm, tinggi titik focus 55,5 cm

3.      Bahan ragka reflector untuk diameter besar panjangnya 600 cm, diameter kecil 90 cm dengan diameter 1,4 cm menggunkan besi cor kelabu  Fc 20.

4.      Kaca reflector dengan panjang 87 cm, lebar atas 9,9 cm, lebar bawah 1,5 cm, tebal 0,3 cm dan jumlahnya 1020 keping kaca.

5.      Jari-jari reflector menggunakan alumunium hallow ) Panjang 90 cm x 60 Batang = 5400 cm.

6.      Lengan beban dipilih bahan baja St 37 untuk mengangkat beban 23,25 kg dan

7.      Pen dipilih baut M12 untuk mengangkat beban reflector 23,25 kg dan  = 9,25 N/mm₂

8.      Untuk tempat benda uji dipakai bahan besi cor Fc 20, yang mampu mengangkat beban 5 kg dan =491 N/mm₂, pemilihan bahan aman.