UNIVERSITAS DIPONEGORO MESIN PENETAS TELUR BEBEK MENGGUNAKAN SOLAR SEL DAN MINYAK TUGAS AKHIR HELMI JULIANTO

Transkripsi

1 UNIVERSITAS DIPONEGORO MESIN PENETAS TELUR BEBEK MENGGUNAKAN SOLAR SEL DAN MINYAK TUGAS AKHIR HELMI JULIANTO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN UNIVERSITAS DIPONEGORO DESEMBER 2015

2 ii UNIVERSITAS DIPONEGORO MESIN PENETAS TELUR BEBEK MENGGUNAKAN SOLAR SEL DAN MINYAK TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya HELMI JULIANTO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN UNIVERSITAS DIPONEGORO DESEMBER 2015

3 iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir ini adalah hasil kaya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. NAMA : HELMI JULIANTO NIM : Tanda Tangan : Tanggal : 02 Desember 2015

4 HALAMAN TUGAS PROYEK AKHIR iv

5 v HALAMAN PENGESAHAN Tugas Akhir ini diajukan oleh : NAMA : Helmi Julianto NIM : Program Studi : DIII Teknik Mesin Judul Tugas Akhir : Mesin Penetas Telur Bebek Menggunakan Solar Sel dan Minyak Telah berhasil dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. TIM PENGUJI Pembimbing : Ir.Sutomo, M.si (...) Penguji 1 : Drs. Indartono,M.Par., M.Si (...) Penguji 2 : Drs. Ireng SA, M.Kes (...) Semarang, 02 Desember 2015 Ketua PSD III Teknik Mesin Bambang Setyoko, ST, M.Eng NIP

6 vi HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Helmi Julianto NIM : Jurusan/Program Studi : DIII Teknik Mesin Fakultas : Teknik Jenis Karya : Tugas Akhir demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : Mesin Penetas Telur Bebek Menggunakan Solar Sel dan Minyak beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data ( database), merawat dan memublikasikan tugas akhir saya selamatetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Semarang Pada Tanggal :02 Desember 2015 Yang menyatakan (Helmi Julianto)

7 vii KATA PENGANTAR Puji Syukur Kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Penulis merasa banyak mendapat saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu, tidak lupapenyusun mengucapkan terima kasih khususnya kepada : 1. Bapak Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. 2. Bapak Bambang Setyoko, S.T, M.Eng, selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Bapak Ir. Sutomo, M.Si, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Bapak Drs. Juli Mrihardjono, M.T, selaku dosen wali. 5. Para dosen, teknisi, dan staff Program Studi Diploma III Teknik Mesin yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan yang bermanfaat di masa yang akan datang. 6. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa memberikan doa, kasih sayang dan nasehat yang tak kunjung henti kepada saya, semoga ke depan saya menjadi pribadi yang lebih berbakti dan berguna bagi kedua orang tua serta keluarga. 7. Nurfajrian Trilaksono dan Ibadurrahman Azzam Rabbani, selaku partner dalam pengerjaan Tugas Akhir.

8 viii 8. Seluruh teman teman PSD III Teknik Mesin FT UNDIP angkatan 2012 atas semangat dan dukungannya. 9. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini hingga selesai. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu, penulis sangat menghargai kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Semarang,02 Desember 2015 Penulis

9 Abstrak Mesin penetas telur adalah sebuah pesawat yang digunakan untuk membantu proses penetasan telur. Alat ini dilengkapi dengan peralatan pendukung untuk mengatur kondisi suhu dan kelembaban. Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk memodifikasi mesin penetas yang sederhana tapi memiliki kemampuan yang tinggi, dan melakukan pengembangan metode dengan menggunakan energi alternative yang ramah lingkungan berupa sel surya dan panas matahari. Metodolgi yang diterapkan yaitu modifikasi alat, pengujian, dan analisa perpindahan panas pada siang hari. Berdasarkan pengujian, mendapatkan persentase penetasan telur sebesar 80,6% dari 31 telur fertil yang ditetaskan dan hidup. Kata kunci : mesin, pengujian, dan panas ix

10 Abstract Egg incubator is an aircraft that is used to assist the process of hatching eggs. This tool is equipped with support equipment to regulate the temperature and humidity conditions. The aim of this thesis is to modify the incubators are simple but have a high capacity, and to develop methods of using an environmentally friendly alternative energy such as solar cells and solar heat. Methodology applied ie modification tools, testing, and analysis of heat transfer during the day. Based on testing, get a percentage of hatching eggs 80.6 % from 31 fertile eggs were hatched and live. Keywords : machine, testing, and heat x

11 DAFTAR ISI UNIVERSITAS DIPONEGORO... i UNIVERSITAS DIPONEGORO... ii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... iii HALAMAN TUGAS PROYEK AKHIR... iv HALAMAN PENGESAHAN... v HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi KATA PENGANTAR... vii Abstrak... ix Abstract... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR NOTASI... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Pembatasan Masalah Manfaat Tugas Akhir Metodologi Sistematika Penulisan Laporan... 4 BAB II Pengertian Umum Pengertian Sel Surya Minyak Prinsip Perpindahan Panas Prinsip-prinsip Konveksi Perpindahan Panas Konveksi Bebas xi

12 xii Konduksi Keadaan Tunak Perpindahan Massa BAB III Komponen-komponen Pembuatan Mesin Tetas Peralatan Pembuatan Kotak Incubator Langkah Kerja Langkah Persiapan Langkah Pengerjaan Modifikasi Langkah Finishing Langkah Pengujian BAB IV Analisa Perhitungan Perpindahan Panas Perhitungan Radiasi Matahari Terhadap Penutup (Karton) Perhitungan Konduksi antara Penutup dan Mesin Penetas Perhitungan Konduksi antara Dinding Luar dan Mesin Penetas Perhitungan Perpindahan Panas Konduksi pada Telur Perhitungan Perpindahan Panas Konveksi pada Telur Perhitungan Perpindahan Panas Konveksi Udara-Rak Telur Perhitungan Perpindahan Panas Konveksi pada Dinding Perhitungan Perpindahan Panas Konveksi ke Lingkungan Perhitungan Perpindahan Massa Pengujian Penetasan Telur Bebek Langkah Persiapan Memulai Penetasan Telur Bebek BAB V KESIMPULAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... 93

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pemasangan arah panel surya Gambar 2.2. Panel surya Gambar 2.3. Battery charge controller unit Gambar 2.4. Inverter Gambar 2.5. Baterai/aki Gambar 2.6. Perpindahan panas konduksi dan difusi energi Gambar 2.7. Perpindahan panas konveksi. (a) konveksi paksa, (b) konveksi alamiah,(c) pendidihan, (d) kondensasi Gambar 2.8. Aliran konveksi bebas diatas plat rata vertikal Gambar 2.9. Sketsa yang melukiskan perjanjian tentang tanda untuk aliran panas konduksi Gambar Distribusi suhu untuk konduksi keadaan steady melalui dinding datar Gambar Sketsa yang melukiskan nomenklatur untuk konduksi melalui cangkang yang berbentuk bola Gambar 3.1. Lampu bohlam Gambar 3.2. Kipas Gambar 3.3. Thermostat Gambar 3.4. Thermometer Gambar 3.5. Hygrometer Gambar 3.6. Motor listrik Gambar 3.7. Transformator xiii

14 xiv Gambar 3.8. Papan MDF Gambar 3.9. Baskom air Gambar Aklirik di mesin penetas telur Gambar Kotak incubator Gambar Kotak pemanas Gambar Kipas (exhaust) Gambar Dudukan rak telur Gambar Rak Telur Gambar Lemari incubator Gambar 4.1. Mekanisme perpindahan panas konduksi pada telur Gambar 4.2. Mekanisme perpindahan panas konveksi dari udara-telur Gambar 4.3. Pembagian ruang dalam incubator Gambar 4.4. Persentase pemakaian panas Gambar 4.5. Telur yang telah dimasukkan dalam incubator Gambar 4.6. Gambaran pertumbuhan embrio telur bebek dalam incubator Gambar 4.7. Telur yang tidak mengandung embrio Gambar 4.8. Sebagian anak itik yang sudah menetas... 90

15 xvii DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Tabel sifat-sifat udara pada tekanan atmosfer... 55

16 xviii DAFTAR NOTASI Simbol Keterangan Penggunaan pertama halaman h Koefisien Perpindahan Kalor 22 A Luas 22 Ts Suhu Plat 22 T Suhu Fluida 22 Bilangan Nusselet 24 kf Konduktivitas Thermal Fluida 24 L Panjang 24 Suhu Film 25 Gr Angka Grashof 26 g Percepatan Gravitasi 26 β Koefisien Muai Volume 26 T c Suhu Cangkang Telur 26 T i Suhu Udara Dalam Incubator 26 x Diameter Telur 26 v Viskositas Kinematik 26 Ra Angka Rayleigh 26 Pr Angka Prandtl 26 Laju Aliran Panas 28

17 xix dt/dx Gradien Suhu 28 Q Kalor Yang Dibutuhkan 32 M a Massa Udara 32 h 1 Enthalphi Pada Suhu Akhir 32 h 2 Enthalphi Pada Suhu Awal 32

18 DAFTAR LAMPIRAN 1. Tabel psikometri Tabel sifat-sifat udara pada tekanan atmosfer Tabel nilai-nilai properti non logam Gambar mesin penetas telur xx

19 DAFTAR PUSTAKA Holman, J. P., Perpindahan Kalor, edisi kelima, Erlangga, Jakarta, Septriyono, Endy., Analisa Perpindahan Panas dan Uji Eksperimental pada Mesin Penetas Telur, ITS-Non Degree, Surabaya, surya : Struktur & Cara kerja" mesin penetas telur bebek..