## Jurnal Pendidikan Teknik Mesin Undiksha
p-ISSN: 2614-1876, e-ISSN: 2614-1884
Optimalisasi Desain Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0  Generasi II Menggunakan Software Solidworks 2018

## Optimization Of Baby Ganesha 1.0 Generation II Electric Motorcycle Design Using Solidworks 2018 Software
Kadek Surya Wijaya 1) , Kadek Rihendra Dantes 2) , I Nyoman Pasek Nugraha 3)
123 Universitas Pendidikan Ganesha, Singaraja, Indonesia
e-mail: kadek.surya.wijaya@undiksha.ac.id 1) , rihendra-dantes@undiksha.ac.id 2) , paseknugraha@undiksha.ac.id 3

## Abstrak
Aspek aerodinamika adalah aspek yang memperhitungkan gaya yang disebabkan oleh aliran fluida yang ditunjukan dengan nilai C D ( Coeficient Of Drag) hal ini akan berpengaruh pada  optimalisasi kinerja  dan konsumsi energi  yang  digunakan. Tujuan  dari  penelitian  ini yaitu untuk memodifikasi desain standar Baby Ganesha 1.0 Generasi II sehingga diperoleh desain  yang  memiliki  nilai  C D ( Coeficient  Of  Drag) minimum.  Untuk  mengetahui  nilai  C D ( Coeficient Of Drag) diperlukannya sebuah simulasi analisis aliran fluida, salah satunya adalah menggunakan software Solidwork, software Solidworks dikenal dengan software yang memiliki kecepatan dan ketepatan dalam menganalisis. Jenis Penelitian yang dilakukan adalah Research and Development (R&D) dengan menggunakan model penelitian R2D2. Setelah dilakukannya proses simulasi analisis aliran fluida diketahui bahwa desain hasil modifikasi 1 kecepatan 60 km/jam Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II memiliki nilai Coeficient Of Drag 0,067 , sedangkan Modifikasi 2 kecepatan 60 km/jam Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II memiliki nilai Coeficient Of Drag 0,062  lebih rendah dibandingkan dengan desain Modifikasi 1 dan  standar. Melalui penilaian ahli, desain modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II telah mendapat persentase nilai 93% dengan kualifikasi layak.
Kata  Kunci: aerodinamika; coefficient  of  drag ; Baby Ganesha  1.0  Generasi  II ; sofware solidworks .

## Abstract
The aerodynamic aspect is an aspect  that takes into  account the force caused by fluid flow which is indicated by the value Cd (Coefficient of Drag). This will affect the optimization of performance and energy consumption used. The purpose of this research is to modify the standard design of Baby Ganesha 1.0 Generation II in order to obtain a design that has a minimum coefficient of drag. To find out the value of the Cd (Coefficient of Drag), a fluid flow analysis simulation is needed, one of which is using Solidwork software, Solidworks software is known as software that has speed and accuracy in analyzing. The type of research conducted is Research and Development (R&D) using the R2D2 research model. After carrying out the fluid flow analysis simulation process it is known that the modified design of 1 speed 60 km/hour Baby Ganesha 1.0 Generation II Electric Motorcycle has a Cd (Coefficient of Drag) value of 0.067, Modification of 2 speed 60 km/hour Baby Ganesha 1.0 Generation II Electric Motorcycle
has a value Coefficient Of Drag 0.062 lower than Modification 1 and standard designs. Through expert assessment, the modified design of Baby Ganesha 1.0 Generation II has obtained a percentage value of 93% with proper qualifications.
Keywords: aerodynamics; coefficient of drag; Baby Ganesha 1.0 Generation II; solidworks software.

## 1. PENDAHULUAN
Kendaraan  menjadi  salah  satu  penyebab  polusi  dan  pemanasan  global.  Saat  mesin kendaraan bekerja menghasilkan asap yang dihasilkan dari sistem pembakaran. Hal tersebut mendasari para ahli untuk mencari alternatif untuk mengurangi polusi dan pemanasan global yang semakin parah (Fadul, 2019). Salah satu kendaraan ini banyak dilirik oleh banyak orang sebagai model transportasi masal adalah kendaraan dengan sumber tenaga yang berasal dari listrik. Motor listrik adalah motor yang di gerakan dengan menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau tempat penyimpanan energi lainnya. Motor listrik mengubah energi  listrik  menjadi  energi  mekanik,  perubahan  ini  dilakukan  mengubah  energi  listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektron magnet (Fadianto, 2019).
Salah  satu  bukti  kontribusi  Program  Studi  Pendidikan  Teknik  Mesin  Jurusan Teknologi Industri Fakultas Teknik Dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha terhadap permasalahan  diatas  maka  dibuatlah  sebuah  kendaraan  menggunakan  motor  listrik  untuk menggerakkan kendaraan yang tidak menghasilkan polusi dan pemanasan global, kendaraan ini sendiri diberi nama Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II. Komponen yang paling penting dalam perancangan kendaraan salah satunya adalah bodi . Dalam sebuah dinamika fluida yang melingkupi sebuah bodi kendaraan akan terjadi sebuah gaya hambat ( drag ) yang sering  dianggap  mengganggu  atau  menghambat  pergerakan  sebuah  kendaraan  melalui sebuah fluida (cairan atau gas). Analisis aliran fluida sangat penting dilakukan dalam proses perancangan suatu kendaraan karena dalam sebuah analisis ini kita dapat mengetahui berapa besar C D ( Coefficient of Drag ) yang terjadi pada kendaraan yang diakibatkan oleh aliran fluida. Gaya hambat atau Coeficient of Drag sangat dipengaruhi oleh bentuk kendaraan dan kehalusan permukaan  kendaraan.  Semakin  besar  C D maka  semakin  besar  pula  gaya yang  dihasilkan. Kendaraan yang memiliki nilai C D yang kecil dikatakan sebagai kendaraan yang aerodinamis yang bentuknya streamline atau arah aliran fluida mengikuti bentuk bodi kendaraan.
Adapun  beberapa  penelitian  yang  relevan  dengan  penelitian  ini  adalah  Yudi Prihadnyana  ,  2017  yang  berjudul  Analisis  Simulasi Aerodinamika pada  Permukaan  Bodi Kendaraan  Mobil  Gaski  (Ganesha  Sakti)  dengan  Perangkat  Lunak  Ansys  14.5  hasil  yang didapatkan  setelah  dilakukan  modifikasi  terdapat  beberapa  perubahan  diantaranya  terjadi peningkatan  kecepatan  laju  aliran  udara  atau velocity udara  meningkat  1,72  %  sedangkan tekanan yang diterima oleh body setelah dimodifikasi menurun 1,39 % dan Nilai koefisien drag pada  mobil  listrik  Gaski  dapat  diturunkan  14,14  %  (Prihadnyana  et  al.,  2017).  Berikutnya adalah  penelitian  oleh  Nurul  Huda,  2016  Analisa  Aerodinamika  Pada  Bodi  Mobil Menggunakan CFD ( Computional Fluid Dynamic ) Pada Software ansys 15.0 Pada modifikasi 1 nilai gaya tahanan berkurang seiring bertambahnya sudut kap dengan kaca 150 o , 160 o , dan 170 o .  kemudian  pada  tahap  modifikasi  2  perubahan  bentuk  leading  edge  dengan  variasi bentuk  cembung  memiliki  gaya  tahanan  terkecil  dibandingkan  variasi  bentuk  datar  dan cekung (Huda et al., 2016). Berikutnya adalah penelitian oleh  Putri Virliani 2017 Analisis Drag dan Lift pada  Variasi  Bentuk After Body Kapal  Selam  Mini  dengan  Metode  Computational Fluid Dynamics Dari hasil perhitungan CFD didapat bahwa kapal selam dengan after body susunan Y- Stern memiliki nilai drag dan lift terkecil (Virliani et al., 2017). Selanjutnya adalah (Krisnanandha  et  al.,  2018 ) yang  berjudul Analisa  Aliran  Fluida  pada  Permukaan Body Kendaraan Listrik Ganesha Scooter Underwater Berbasis Software Solidworks setelah dilakukan
modifikasi terdapat penurunan nilai rata-rata sebesar 4,25%, nilai velocity meningkat 2,9%, velocity rrf meningkat 7,24 kali dari desain standar dan nilai coefficient of drag menurun 8,38% (Putra Krisnanandha et al., 2018) . Selanjutnya adalah Hakim & Nugroho, 2018 yang berjudul Desain dan Analisa Aerodinamika dengan Menggunakan Pendekatan CFD pada Model 3D untuk Mobil Prototype “Engku Putri” hasil yang didapatkan pada desain prototype 1 sebesar 0.0804 sedangkan kendaraan prototype 2 sebesar 0.0272 dan pada desain Prototype 3 “Engku Putri” sebesar 0.02273. Jadi desain prototype 3 “Engku Putri” Lebih Aeroninamis dibandingkan dengan desain prototype 1 dan prototype 2 (Hakim & Nugroho, 2018).
Gambar 1. Desain Standar Baby Ganesha 1.0 Generasi II

## 2. METODE
Kerangka  berfikir  merupakan  kerangka  konseptual  yang  bagaimana  teori berhubungan  langsung  dengan  berbagai  faktor  yang  telah  di  identifikasi  sebagai  masalah yang penting (Sugiyono, 2009).

## Gambar 2. Diagram Fishbone
Penelitian  yang  dilakukan  termasuk  dalam  penelitian  pengembangan  atau Research and Development (R&D) yang diartikan sebagai suatu proses untuk mengembangkan produk baru atau produk yang sudah ada. Model Penelitian ini menggunakan model pengembangan konseptual  R2D2 (Reflective,Recursive,  Design  and  Development) dikemukakan  oleh (Purnamasari, 2020) yang dimana dalam prosesnya memiliki tiga tahapan yang bersifat lentur dan juga terbuka yaitu define, design and development dan desiminate. Metode pengumpulan data yang digunakan yaitu, melakukan observasi pada kendaraan dengan melakukan pengukuran geometri pada kendaraan, kemudian dilanjutkan dengan melakukan pemodelan kendaraan desain standar pada software Solidworks 2018, dan melakukan simulasi analisis aliran fluida pada  desain  standar  kendaraan,  setelah  mengetahui  hasil  pada  desain  kendaraan  standar maka dilanjutkan dengan melakukan pemodelan kendaraan desain modifikasi pada software Solidworks 2018, dan dilanjutkan dengan melakukan tahapan uji ahli desain untuk mengetahui tingkat  kelayakan  desain  modifikasi,  setelah  desain  modifikasi  dinyatakan  layak  maka langkah  terakhir  adalah  melakukan  simulasi  analisis  aliran  fluida  pada  desain  modifikasi kendaraan.
Teknik  analisis  data  yang  digunakan  adalah  metode  elemen hingga  (Finite  Element Metohd) adalah  sebuah  metode  penyelesaian  permasalahan  teknik  yang  menggunakan pendekatan dengan cara membagi-bagi (diskritasi) benda yang akan dianalisa dalam bentuk elemen-elemen hingga berkaitan antara satu dengan yang lainnya. Metode elemen hingga ini merupakan  metode  numerik  untuk  menyelesaikan  permasalahan  dalam  bentuk  ilmu rekayasa dan matematika fisik. Selain itu dilakukan uji ahli desain untuk mengetahui tingkat kelayakan dari desain modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Running  Solidworks  Flow  Simulation pada  Desain  Standar Baby Ganesha  1.0 Generasi II
Pada  pemodelan  dilakukan  dengan  menggunakan software  Solidworks 2018  dengan input berat pada kendaraan adalah 171 kilogram yang terdiri dari berat kendaraan 91 kilogram dan berat pengendara 80 kilogram, berat rata-rata orang dewasa . Adapun batasan lainnya dalam proses simulasi analisis ini adalah menggunakan fluida udara yang memiliki masa jenis 1,20 Kg/m 3 (Daruwedho et al., 2016). Asumsi kecepatan fluida adalah 16,667 m/s serta asumsi nilai kekasaran 0,005 micrometer dengan frontal area 0,02 m 2 pada desain kendaraan standar, 0,02  m 2 pada  desain  kendaraan  modifikasi.  Asumsi  analisis  yang  dilakukan  adalah  pada desain kendaraan diterpa fluida udara.
Adapun hasil yang diperoleh setelah melakukan proses running pada desain standar Baby Ganesha 1.0 Generasi II dengan menggunakan software Solidworks 2018 akan ditunjukan pada tabel 1 dan tabel 2.
Tabel 1. Hasil Analisis pada Kendaraan Desain Standar
Goal Name  Unit Average d Value Progre ss [%] SG Av Total Pressure SG Av Velocity Drag Force Coefficient Of Drag [Pa] [m/s] [N] [] 101451.67 13.303 0.226 0.068 100 100 100 100
Hasil Analisis Pressure pada Kendaraan Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Gambar 3. Hasil Analisis Pressure Desain Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II

## Desain Hasil Modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Berdasarkan dari kajian teori yang telah diuraikan, Perbedaan pada bentuk benda akan mempengaruhi nilai Coefficient Of Drag yang akan dihasilkan, Sehingga dalam melakukan proses modifikasi perlu meminimalisir bentuk-bentuk yang memiliki nilai gaya hambat yang tinggi agar dapat meminimalisir nilai Coefficient Of Drag
Gambar 4. Desain Modifikasi 1 Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Gambar 5. Desain Modifikasi 2 Baby Ganesha 1.0 Generasi
Hasil Uji Ahli Isi pada Instrumen Uji Ahli Desain Modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Uji ahli isi dilakukan untuk mengetahui tingkat kelayakan pada instrumen yang akan digunakan. Adapun hasil yang didapatkan akan ditunjukan pada tabel 3 dengan perhitungan sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil Tabulasi Silang 2x2 Gregory AHLI AHLI 2 Tidak Setuju Setuju AHLI 1 Tidak Setuju 0 0 Setuju 0 10 Uji Judges  = 𝐷
𝐴+𝐵+𝐶+𝐷 = 10 0+0+0+10 = 1
Dari  hasil  perhitungan  diatas  maka  didapatkan  hasil  1  (satu)  atau  instrumen dinyatakan memiliki kriteria validitas isi yang sangat tinggi sesuai dengan keterangan pada Kriteria Validitas Isi (Iskandar, 2018). Setelah uji ahli isi dinyatakan layak untuk digunakan
maka dilanjutkan dengan uji ahli desain guna mengetahui tingkat kelayakan dari desain hasil modifikasi.
Hasil  Uji  Ahli  Desain  pada  Instrumen  Uji  Ahli  Desain  Modifikasi Baby Ganesha  1.0 Generasi II
Uji ahli desain dilakukan untuk mengetahui persentase tingkat kelayakan pada desain modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II. Adapun hasil yang didapatkan akan ditunjukan pada tabel 3 dengan perhitungan sebagai berikut:
Tabel 3. Hasil Tabulasi Angket Ahli Desain Menggunakan skala 5 Hasil persentase yang didapatkan kemudian
dikonversikan  dengan  keterangan tabel  dengan  konversi  tingkat  pencampaian skala 5 adalah 93% (Tegeh, 2010) berarti hasil uji ahli desain dalam rentangan “Sangat Baik”. Berdasarkan hasil persentase yang didapatkan  maka  desain  modifikasi Baby Ganesha  1.0  Generasi  II  layak  untuk diaplikasikan
Hasil Running  Solidworks  Flow  Simulation pada  Desain  Modifikasi Baby Ganesha  1.0 Generasi II
Adapun  hasil  yang  diperoleh  setelah  melakukan  proses running pada  desain  hasil modifikasi Baby Ganesha 1.0 Generasi II dengan menggunakan software Solidworks 2018 akan ditunjukan pada tabel 4 dan tabel 5.
Tabel 4. Hasil Analisis pada Kendaraan Modifikasi 1 Baby Ganesha Goal Name Unit Averaged Value Progress [%] SG Av Total Pressure SG Av Velocity Drag Force Coefficient Of Drag [Pa] [m/s] [N] [] 101454.54 13.527 0.224 0.067 100 100 100 100 Tabel 5. Hasil Analisis pada Kendaraan Modifikasi 2 Baby Ganesha Goal Name Unit Averaged Value Progress [%] SG Av Total Pressure SG Av Velocity Drag Force Coefficient Of Drag [Pa] [m/s] [N] [] 101453.63 13.521 0.208 0.062 100 100 100 100 Jumlah (jawaban x bobot tiap Soal) Seluruh item angket x bobot tertinggi Persentase per-subjek% 43 50 86% 50 50 100% Jumlah persentase keseluruhan subjek Banyak subjek Persentase keseluruhan subjek (F:N) kualifikasi 186 2 93% Sangat Baik
Hasil Analisis Pressure pada sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II Desain Modifikasi.
Gambar 6. Hasil Analisis Pressure Desain Modifikasi 1 Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Gambar 7. Hasil Analisis Pressure Desain Modifikasi 2 Baby Ganesha 1.0 Generasi II
Gambar 8. Grafik Komparasi Pressure pada Desain Bodi Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II Standar, Modifikasi 1, dan Modifikasi 2
Gambar 9. Grafik Komparasi Drag Force pada Desain Bodi Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II Standar, Modifikasi 1, dan Modifikasi 2
Gambar 10. Grafik Komparasi Coefficient Of Drag pada Desain Bodi Sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II Standar, Modifikasi 1, dan Modifikasi 2
Desain  hasil  modifikasi  mendapatkan  nilai Coeficient  Of  Drag yang  lebih  rendah dibandingkan dengan desain  standar,  hal  ini  dikarenakan  adanya  perubahan  bentuk  yang mengacu  pada  kajian-kajian  yang  telah  diuraikan  apabila  memungkinkan  dapat  disertai dengan  meminimalisir  bidang frontal pada  desain  kendaraan  sehingga  gaya  hambat  ( drag ) yang bekerja pada kendaraan dapat diminimalisir. Sedangkan pada pressure terjadi ketidak sesuaian, ini dikarenakan alat running yang tidak memadai.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  hasil  yang  diperoleh  diketahui  bahwa  desain  hasil  modifikasi  1 sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II memiliki nilai Coeficient Of Drag 0,067 (1%) lebih rendah dibandingkan dengan desain kendaraan standar, sedangkan pada desain hasil modifikasi 2 sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II memiliki nilai Coeficient Of  Drag  0,062  (6%)  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  desain  standar  dan  modifikasi  1. Berdasarkan  hasil  penilaian  ahli  desain  bahwa  desain  hasil  modifikasi  dinyatakan  layak, dengan nilai persentase kelayakan 93%.

## SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan setelah melakukan analisis dan optimalisasi aliran fluida pada sepeda Motor Listrik Baby Ganesha 1.0 Generasi II Sebaiknya dalam melakukan analisis aliran fluida CFD diusahakan untuk menggunakan PC dengan spesifikasi yang sesuai untuk  mengoptimalkan  proses  analisis  aliran  fluida  dengan  menggunakan software, dan sebelum melakukan penelitian jenis ini sebaiknya dilakukan pengkajian terlebih dahulu untuk mengetahui tingkat kelancaran penelitian.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh Staf Dosen dan Civitas akademika Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Universitas Pendidikan Ganesha dan seluruh pihak yang sudah membantu dalam penulisan artikel ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.

## DAFTAR RUJUKAN
Daruwedho, H., Sasmito, B., & Amarrohman, F. (2016). Analisis Pola Arus Laut Permukaan Perairan  Indonesia  Dengan  Menggunakan  Satelit  Altimetri  Jason-2  Tahun  2010-2014. Jurnal Geodesi Undip , 5 (2), 147 – 158. Fabiana Meijon Fadul. (2019). perkembangan bodi kendaraan http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123456789/15447/6.%20BAB%20II.pdf?sequence= 6&isAllowed=y . 4 – 46. http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123456789/15447/6. BAB
II.pdf?sequence=6&isAllowed=y
Fadianto,  A.  A.  (2019). Gambar  2.1  Klasifikasi  jenis  utama  motor  listrik  2.1.2  Cara  Kerja  Motor Listrik . Dc , 4 – 22.
Hakim, R., & Nugroho, C. B. (2018). Desain dan Analisa Aerodimanika Dengan menggunakan Pendekatan CFD Desain dan Analisa Aerodimanika Dengan menggunakan Pendekatan CFD Pada Model 3D Untuk Mobil Prototype “ Engku Putri .” Jurnal Integrasi , 8 (1 April 2016), 6 – 11.
Huda,  N.,  Aklis,  N.,  &  Sarjito.  (2016). Analisa  Aerodinamika  pada  Bodi  Mobil  Bayu  Surya Menggunakan CFD pada Software ANSYS 15.0 . 1 – 5.
Iskandar, A. (2018). Validitas isi menggunakan rumus Gregory .
Prihadnyana,  Y.,  Widayana,  G.,  &  Dantes,  K.  R.  (2017).  Analisis  Aerodinamika  Pada Permukaan  Bodi  Kendaraan  Mobil  Listrik  Gaski  (Ganesha  Sakti)  Dengan  Perangkat Lunak Ansys 14.5. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin Undiksha , 5 (2). https://doi.org/10.23887/jjtm.v5i2.11246
Purnamasari,  N.  L.  (2020).  Model  R2D2  Pada  Pengembangan  Bahan  Ajar  E  Modul  Pada Pelajaran Tik Kelas Vii Di Smpn 1 Kauman. Center Of Education Journal (CEJou) , August . http://journal.itsnupasuruan.ac.id/index.php/cejou/article/view/7%0Ahttp://journa l.itsnupasuruan.ac.id/index.php/cejou/article/download/7/7
Putra Krisnanandha, V., Dantes, K. R., & Nugraha, I. N. P. (2018). Analisis Aliran Fluida Pada Permukaan  Bodi  Kendaraan  Listrik  Ganesha  Scooter  Underwater  Berbasis  Software Solidworks. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin Undiksha , 6 (3), 121.
https://doi.org/10.23887/jjtm.v6i3.18583
Sugiyono.  (2009). Metode  Penelitian  Pendidikan:  Pendekatan  Kuantitatif.  Kualitatif.  Dan  R&D . Alfabeta.
Tegeh, I. M. & I. M. K. (2010). Metode Penelitian Pengembangan Pendidikan. Undiksha.
Virliani,  P.,  Suastika,  I.  K.,  &  Aryawan,  W.  D.  (2017).  Analisis  Drag  dan  Lift  pada  Variasi Bentuk After Body Kapal Selam Mini dengan Metode Computational Fluid Dynamics.
R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal , 2 (1), 25.
https://doi.org/10.21070/r.e.m.v2i1.755