Oleh : Arisandi Saputra (2106 100 610) Dosen Pembimbing : 1. Prof. Dr. –Ing. I Made Londen Batan, M.Eng 2. Ir. Eko Nurmianto, M.Eng. Sc, DERT
Oleh :
Arisandi Saputra (2106 100 610)
Dosen Pembimbing :
1. Prof. Dr. –Ing. I Made Londen Batan, M.Eng
2. Ir. Eko Nurmianto, M.Eng. Sc, DERT
Pada tahun 2008 telah dibuat
sepeda Flexy-Knock Down(STA 65°) yang dapat digunakan
sebagai Road Bike, MTB dan
Chopper Bike
Energi dorong maksimum pada
sepeda Flexy-Knock Down model
MTB pada jalan mendatar adalah
575 Nm. (Bachtiar, 2008)
Dari analisa yang dilakukan
maka salah satu faktor yang
mempengaruhi energi dorong
adalah besarnya STA yang
digunakan.
Berapa besar STA yang sebaiknya digunakan agar dapat
memberikan energi kayuh yang minimal sehingga pengendara
sepeda tidak cepat lelah?
1. Bagian yang diteliti adalah rangka utama sepeda dengan
standar Polygon (model MTB).
2. Percobaan dilakukan dengan menggunakan 5 responden yang
memiliki kemiripan kondisi fisik.
3. Gaya drag pada sepeda diabaikan dan kecepatan mengayuh
konstan.
4. Percobaan dilakukan di ruangan menggunakan alat indoor bicycle trainer.
5. Penentuan setting STA (seat tube angle) adalah 68 º sampai
dengan 84 º.
Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini adalah
menentukan besarnya STA (Seat Tube Angel) yang ideal pada
rangka sepeda sehingga dapat memberikan energi kayuh yang
minimal.
Grafik hubungan konsumsi oksigen, denyut jantung dan energi
expenditure pada kondisi kerja steady-state
Perhitungan Beban Kerja Berdasarkan Denyut Jantung
Berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh
Astuti dan Budi (1991) , maka digunakan persamaan regresi :
Y = 1,80411 – (0,0229038.X) + (4,71733.10-4.X2)
Keterangan : Y = Energi (kkal/menit)
X = Kecepatan denyut jantung (detak/menit)
Konsumsi energi untuk bekerja :
KE = Et – Ei
Keterangan :
KE = Konsumsi Energi (kkal/menit)
Et = Pengeluaran energi pada saat melakukan kerja
(kkal/menit)
Ei = Pengeluaran energi pada saat istirahat (kkal/menit)
Flowchart Penelitian
Kesimpulan dan Saran
Penetapan Tujuan Penelitian
Perumusan
Masalah
Studi Literatur dan
Studi Lapangan
Perhitungan Gaya Biomekanika
Saat Mengayuh
Evaluasi Hasil Percobaan
Mengayuh dan Gaya Biomekanika
Selesai
Percobaan Dengan Variasi
STA dan Pembebanan
Mulai
Uji Statistik Menggunakan
ANOVA
Peralatan Percobaan :
1. Sepeda yang dapat diubah sudut STA
(68º, 72º, 76º, 80º, 84º)
2. Indoor bicycle trainer (tingkat
pembebanan kategori low, 1, 2, 3, 4, 5
,high)
3. Stopwatch
4. Alat ukur detak jantung (Pulse watch)
5. Alat ukur kecepatan (Cat Eye)
6. Busur Bilah (Bevel Protactor)
Sampel yang digunakan :
1. 5 orang
2. Usia 22-24 tahun
3. Tinggi badan 165-175 cm
4. Berat badan 60-70 kg
5. Berbadan sehat.
1
2
3
46
5
Grafik Hubungan Energi Kayuh Terhadap Sudut STA
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
64 68 72 76 80 84 88
En
erg
i K
ayu
h (
kca
l)
Sudut STA (˚)
Energi Kayuh Pada Pembebanan
Low
Sepeda Orange
Sepeda Hijau
Poly. (Sepeda
Orange)
Poly. (Sepeda
Hijau)
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
64 68 72 76 80 84 88
En
erg
i K
ayu
h (
kca
l)
Sudut STA (˚)
Energi Kayuh Pada Pembebanan
3
Sepeda Orange
Sepeda Hijau
Poly. (Sepeda
Orange)
Poly. (Sepeda
Hijau)
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
64 68 72 76 80 84 88
En
erg
i K
ayu
h (
kca
l)
Sudut STA (˚)
Energi Kayuh Pada Pembebanan
High
Sepeda Orange
Sepeda Hijau
Poly. (Sepeda
Orange)
Poly. (Sepeda
Hijau)
Perhitungan Gaya-gaya Biomekanika
∆ Y
0.24 H cos h
0.12 H cos h
0.29 H
0.15 W
0.58 H
Rx
Fm
E
A
f
D
C
B
h
Ry
0.85 W
0.25 W
A
B
β
θE
E’D’
FmyFm
Fmx
Rx
Ry
C’
α
0.05 W
0.02 W
C
D
Kesimpulan
1. Dari hasil percobaan mengayuh dengan variasi STA diketahui energi
kayuh yang paling besar diperoleh pada STA 84o yaitu 2,5302 kcal.
Sedangkan energi kayuh yang paling kecil diperoleh pada STA 68o yaitu
sebesar 1,533 kcal.
2. Berdasarkan hasil uji statistik dengan metode ANOVA, Setiap STA
memiliki perbedaan yang signifikan (Pvalue < α) .
3. Berdasarkan denyut nadi kerja, untuk STA 76o-84o termasuk beban kerja
high (125-150 denyut/menit), sedangkan untuk STA 68o-72o termasuk
beban kerja moderate (100-125 denyut/menit).4. Dari analisa biomekanika diketahui bahwa pada segmen kaki mengayuh
dan segmen kaki lurus menghasilkan gaya otot yang paling besar pada
STA 84o dan gaya otot yang paling kecil pada STA 68o. Sedangkan pada
segmen tangan,gaya otot yang paling besar terjadi pada STA 68o dan
gaya otot yang paling kecil terjadi pada STA 84o.
5. Jumlah otot kaki yang aktif saat mengayuh pada STA 80o dan 84o lebih
banyak bila dibandingkan dengan mengayuh pada STA 68o.
Saran
Untuk menghindari gaya otot yang besar ini maka dapat disarankan
dalam perancangan geometri sepeda dari aspek kebutuhan energi kayuh
sebaiknya menggunakan STA dengan rentan 68o-72o agar pengendara
tidak cepat mengalami kelelahan.