Alternatif Solusi Desain1. Pertimbangan Alternatif Desain berdasarkan Ide, Konsep, dan DRO (Design Requirement and Objectives)Ide dan konsep yang telah dibahas pada bab sebelumnya menghasilkan DRO yang membuat batasan , inovasi, pemilihan material, dan syarat karakteristik teknik yang dibutuhkan. Dalam proses perancangan tentunya kita memiliki DRO yang nantinya dapat menjadi bahan evaluasi terhadap pilihan desain mesin yang akan menjadi prirotas utama. Beberapa faktor yang menjadi penghambat seperti keterbuatan dan ketersediann dapat saja menjadi hambatan desain utama yang menjadi pilihan tidak dapat terpenuhi baik sebagian maupun keseluruhan komponen mesin. Alternatif desain yaitu pemilihan desain yang dapat menggantikan komponen dan sistematika desain namun masih dapat menjalankan fungsi fundamental yang sama.2. Alternatif Desain

Evaluasi terhadap DRO dan beberapa konsep desain yang sudah ada sebelumny menghasilkan alternative solusi desain yang akan digunakan sebagai berikut :

Alternatif Desain I Pengumpan Bola Voli Statis

Gambar 1. Skema Pengumpan Statis

BalancerTuas Penahan BolaTrackTiang PenegakBag Gambar 2. Skema Pengumban Bola StatisPengumpan bola voli statis menggunakan prinsip auto-lock by weight system, yaitu ketika bola voli berikutnya masuk ke track bola maka terdapat tuas pengganjal yang akan membuat dia berhenti dan selanjutnya akan menjadi menjadi bola urutan kedua. Mekanisme berjalannya bola ketika sudah dipukul yaitu tuas penahan berat bola terhubung dengan tuas penahan bola kedua. Ketika selesai memukul maka tuas pengganjal pada track tidak lagi menghalangi track. Smash range cather yaitu sebuah mekanisme penahan bola voli terjatuh dengan gaya gesek. Tuas penahan dibuat dengan memanfaatkan keterbatasan gerak dari engsel.

Komponen Alat1. Tiang Penegak sebagai penegak dari komponen di atasnya2. Kantilever sebagai track untuk bola menuju smash range catcher3. Bag penampung sebagai penampung bola voli4. Tuas penahan bola sebagai penahan bola voli sebelum dipukul5. Balancing Mass sebagai penyeimbang massa alat yang terfokus pada komponen tuas penahan

Gambaran Alur Proses 1. Rekonstruksi alat, pada awalnya alat dapat dilipat dan kemudian saat ingin digunakan dikonstruksi kemudian dikunci menggunakan mur dan baut pada sambungannya2. Pengumpulan bola pada bag dengan cara melempar bola ke atas, bag didesain seperti corong untuk memudahkan pengumpulan bola voli.3. Bola voli keluar dari bag satu per satu kemudian berjalan pada track dan masuk ke smash range catcher4. Tuas pengganjal terangkat ketika sudah ada bola di smash range cather kemudian mengganjal bola berikutnya5. Smash dilakukan6. Tuas pengganjal turun dengan sistem mekanika yang terhubung dengan tuas pada smash range catcher.7. Bola berikutnya masuk ke smash range catcher.Kelebihan terhadap Desain Utama1. Komponen penyusun alat lebih sederhana dan sedikit2. Lebih mudah dan sedikit ruang dalam penyimpanan alat3. Estimasi harga alat lebih murah

Kekurangan terhadap Desain Utama1. Menggunakan peralatan tambahan sebagai balancer2. Tidak memberika efek sense of timing untuk pengguna3. Safety kurang karena tuas pengganjal bola sangat rentan terkena smash dan mencederai pengguna bahkan dapat merusak alatInovasi1. Pemberian mekanisme kunci sederhana menancap di tanah2. Konveyer bola manual menuju bag

Alternatif Desain II Mesin Pelempar Bola Voli dengan Pegas

Gambar 2. Skema Mesin Pelempar Bola dengan Pegas

PegasTuas PelontarSelongsong Tempat Masuk Bola Voli Gambar 4. Sketsa Mesin Pengumpan Bola Voli dengan PegasSebuah mesin yang menggunakan prinsip mekanika impak dalam pelontaran. Dalam hal ini, mesin menggunakan motor listrik AC sebagai energi mekanik utama. Berbagai komponen seperti pegas, tuas pengunci, kontroler, dam tuas pegas digunakan.Komponen Mesin1. Motor listrik AC sebagai sumber energi utama yang selanjutnya akan dikonversi menjadi potensial pegas untuk menciptakan kecepatan kejut yang ditransmisikan ke tuas pegas2. Pegas tekan sebagai sumber energi potensial yang nantinya akan ditekan motor melalui mekanisme kontrol sehingga membuat efek mengganjal dan efek melepas.3. Pegas tarik sebagai sumber energi potensial yang akan tertarik karena tuas pegas bergerak menjauhi pegas tarik ini. Pegas ini juga berfungsi sebagai peredam ketika lontaran telah terjadi4. Kontroler pemasok bola sebagai pengatur masuknya bola agar tetap satu demi satu5. Tuas pengunci sebagai penahan ketika energi potensial pegas sudah mencapai titik maksimumGambaran Alur Proses1. Kompresi pegas yang terhubung dengan motor listrik yang dikontrol geraknya agar dapat diatur waktu kompresinya2. Pegas tarik akan tertarik sehingga energi potensial bertambah3. Tuas pengunci menahan pada saat titik maksimum pegas saat menyimpan energi potensialnya4. Kontroler melepas tuas pengunci dan tuas pegas akan segera meluncur bersama bola voli5. Bola terlontar, pegas tarik akan menjadi damper dan mengembalikan posisi tuas pegas ke posisi awalKelebihan1. Hasil lontaran lebih konstan karena memakai selongsong tertutup yang meminimalisasi gangguan luar2. Motor dapat menggunakan daya keluaran yang lebih rendah3. Tidak bisingKekurangan1. Harga komponen keseluruhan relatif lebih mahal2. Kompeksitas sistem mekanika dan butuh toleransi yang kecil3. Ketersediaan material beberapa komponen sulit didapatkan ( pegas yang cocok dengan keuletan yang tinggi )4. Kontroler yang kompleks dan toleransi waktu yang kecilInovasi1. Pengatur sudut2. Indikator waktu keluar3. Deflector untuk bola curve

Alternatif Desain III Mesin Pengumpan Bola Voli dengan Roller

Mesin pengumpan jenis ini menggunakan prinsip gaya gesek antara bola voli dengan roller sebagai penggerak utama. Beberapa komponen utama seperti motor AC, roller, belt, dan casing.Komponen1. Motor listrik AC 2. Roller sebagai penghasil gaya lontaran yang berasal dari gaya gesek dan torsi roller3. Bag yang memiliki sistem mekanik otomatis dalam memasukkan bola ke rollerGambaran Alur Proses1. Bola memasuki selongsong bag yang memiliki sistem pendorong menuju roller2. Bola memasuki roller, terhimpit sehinhgga bergesekan dan torsi dari roller melontarkan bola3. Bola terlontarKelebihan1. Keterbuatan yang sangat mungkin2. Harga komponen keseluruhan terjangkau3. Putaran motor AC relative konstan sehingga menghasilkan lontaran konstan4. Ukuran relative lebih kecilKekurangan1. Beberapa komponen harus dilakukan proses manufaktur tersendiri2. Boros akan listrik karena motor AC yang digunakan dengan beban torsi roller yang besarInovasi1. Kontrol otomatis memasukan bola2. Pengatur sudut tembak

3. Solusi Terpilih

Berdasarkan berbagai pertimbangan kelebihan dan kekurangan serta keterbatasan biaya yang telah disebutkan pada batasan masalah, solusi terpilih adalah alternative desain III yaitu mesin pengumpan bola voli dengan roller. Berbagai pertimbangan dilakukan, keterbuatan, ketersediaan komponen di pasaran, dan juga pertimbangan dari hasil diskusi bersama dosen Pembina. Beberapa pertimbangan akan dijabarkan aspek utama akan terpilihnya solusi alternative desain.

KetersediaanKetersediaan komponen dari setiap alternative desain. Jika melihat desain pertama sebagian komponennya kebanyakan dibuat sendiri dengan manufaktur mandiri. Komponen barang mentahnya relative mudah didapatkan Secara umum pembuatannya relative mudah dilakukan. Untuk komponen-komponen pendukung lainnya juga tidak terlalu kompleks sehingga ketersediaan alat ini dapat dikatakan sangat umum di pasaran.

Untuk alternative desain II, ketersediian komponen di pasaran juga mudah di dapatkan. Beberapa komponen butuh analisis lanjut untuk menentukan spesifikasi yang tepat dalam DRO dan penggunaannya. Adapula yang perlu dimodifikasi dari komponen mentahnya di pasaran. Secara umum, ketersediaan komponen untuk desain II cukup mudah namun butuh analisis dan spesifikasi yang tepat.

Untuk alternative desain III, ketersediaan komponen juga mudah didapatkan di pasaran. Seperti halnya desain II, butuh analisis dan spesifikasi yang tepat untuk mendapatkan komponen sesuai DRO dan penggunaanya. Beberapa komponen harus dimodifikasi lanjut dari barang mentahan yang ada di pasaran seperti casing dan control otomatis pemasok bola. Secara umum ketersediaan komponen mesin III mudah didapatkan.

Keterbuatan

Aspek keterbuatan adalah aspek yang sangat penting, terutama mengevaluasi lagi dari segi batasan masalah yang telah dijabarkan. Untuk desain I keterbuatan sangatlah mungkin. Namun beberapa tujuan dari diciptakannya alat ini berdasar latar belakang membangun sense of timing, maka untuk alat pertama kurang dipertimbangkan untuk dibuat.

Keterbuatan untuk desain II secara umum sangat sulit. Beberapa komponen butuh ketelitian tinggi seperti pegas karena perhitungan yang salah dan toleransi yang besar dapat menimbulkan kegagalan dalam fasa kompresi. Komponen lain seperti casing melingkar juga sulit dimanufaktur. Untuk desain II, dapat disimpulkan sulit dibuat.

Keterbuatan desain III jika melihat desain pelempar-pelempar bola sebelumnya cukup mudah untuk di buat. Secara kasat mata, beberapa komponen dimanufaktur dengan proses yang sederhana. Kemudahan operasi terutama sistem yang tidak kompleks dan transmisi daya yang sederhana juga menjadi faktor keterbuatan. Untuk desain ini secara keseluruhan dapat dibuat dengan batasan masalah yang telah disebutkan sebelumnya.Aspek HargaJika melihat dari aspek harga, dari ketiga desain alternatif diestimasi kasar masih be rada di bawah biaya yang diizinkan.Untuk desain I, komponen tidak ada yang memiliki harga mahal. Secara keseluruhan tiap komponen dapat dibuat sendiri dari komponen mentahan. Misal tiang penegak dapat berupa tiang bekas atau besi cor yang kemudian dimanufaktur lanjut.Untuk desain II, komponen yang memakan biaya tinggi adalah proses pembuatannya. Beberapa komponen seperti casing sulit untuk dibuat. Survey yang dilakukan kelompok kami menghasilkan estimasi biaya yang cukup besar.Biaya desain III secara umum tidak ada komponen yang berharga mahal. Komponen yang paling menonjol dalam harga antara lain velg, motor listrik, dan bearing. Namun dalam pembuatannya komponen velg dan bearing dapat diturunkan kualitasnya sehingga harga lebih murah.ScoringBerikut scoring yang dilakukan dengan mengambil 52 sampel, setiap jawaban dari responden berasal dari hasil kualitatif pengisian kuisioner. Metode pengambilan sampel yaitu dengan cara menjelaskan sistematika dan pengoperasian desain yang kemudian kuisioner diberi kolom penilaian per aspek.