## 
Abstract —  Washing  machine  technology  has  been developed  well  in  the  last  ten  years,  it’s  vary  from  the simple technology until  utilizing of artificial   intelligent to improve  washing  quality  and  controlling  motor  to  obtain energy efficiency. However the issues of eco-friendly power supply has been not covered by the recent development of technology.  The  design  prototyping  of  the  Mini  Washing Machine with the Solar Power is proposed to answer these issues.  This design have specific features such as 0.5 gallon sized of washing capacity, DC voltage based power supply and  able  to  perform  the  standard  operational  of  washing machine. It is composed by 0.5 gallon sized of bucket, DC motor with 700rpm of maximum speed, washing blade, LI- ion  battery  and  solar  panel  for  LI-ion  battery  charging power  supply.  The  special  connection  between  dc  motor and  washing  blade  are  done  through  combination  of  axle shaft and different size of double pulleys. Minimum loss of power  is  achieved  by  using  this  connection.  The  testing result shows the design is successfully operated in 2 modes of  motor  speed  i.e.  low  speed  for  light  of  cloths  and  high speed for heavy cloths.
Index  Terms —  Power  Supply,  portable,  solar  energy ,DC  motor.
Abstrak –-Teknologi  mesin  cuci  sudah  semakin berkembang  pada  dasawarsa  ini,  dari  yang  sederhana sampai  dengan  teknologi  yang  menggunakan  kecerdasan buatan  untuk  hasil  cucian  yang  lebih  baik  dengan  fitur pengaturan  putaran  motor  pencuci  serta  efisiensi penggunaan  daya  listrik.  Akan  tetapi  perkembangan teknologi  ini  belum  menyentuh  aspek  catu  daya  yang ramah  lingkungan.  Untuk  menjawab  tantangan  tersebut maka  diajukan  sebuah  prototype  rancangan  mesin  cuci mini  dengan  energi  alternatif  tenaga  surya  yang  mampu melaksanakan  fungsi sebuah  mesin cuci dengan  kapasitas tangki  pencuci  berukuran  0.5  galon  dan  dioperasikan melalui  tegangan  DC.  Rancangan  ini  terdiri  dari  Ember plastik berukuran 0,5 galon,  motor DC dengan  kecepatan putaran  maksimal  700RPM,  bilah  kipas  pencuci,  baterai LI-ion  dan  panel  surya  untuk  mengisi  muatan  listrik  DC pada  baterai  LI-ion.  Untuk  menghasilkan  putaran  bilah pencuci  yang  optimal  maka  sambungan  motor  dan  bilah kipas  pencuci  dihubungan  melalui  2  buah  pulley  dengan ukuran  berbeda  yang  terhubung  dengan  sebuah  sabuk (belting).  Hasil  pengujian  menunjukkan  mesin  cuci  dapat bekerja pada kecepatan rendah untuk pakaian ringan dan kecepatan tinggi untuk pakaian berat.
Kata Kunci — Catu daya, Portabel, energy surya, motor dc.

## I. PENDAHULUAN
ETIAP rumah  tangga  mencuci  pakaian  minimal sekali  dalam  dua  hari.  Bahkan  bagi  keluarga  yang anggotanya  banyak,  mencuci  pakaian  bisa  dilakukan setiap  hari.  Untuk  meringankan  pekerjaan  mencuci pakaian  yang  melelahkan,  masyarakat  Indonesia memilih  mengandalkan  mesin  cuci  [5].  Menurut  data Euro Monitor 2017 di dalam [5], penetrasi mesin cuci di Indonesia  selama  lima  tahun  terakhir  terus  meningkat. Di  kota  seperti  Pekanbaru,  Palembang,  bahkan  Jakarta diketahui sekitar 74 persen masyarakat telah mengandalkan mesin cuci untuk membantu membersihkan pakaian.
Melihat  dari  data  pengguna  mesin  cuci  di  Indonesia. Masyarakat  cenderung  memilih  mencuci  dengan  mesin cuci  dibandingkan  dengan  cara  tradisional.  Masyarakat tidak  terlalu  memperdulikan  harga  mesin  cuci  yang relatif  mahal.  Berdasarkan  hasil  pengukuran  besarnya energi  listrik  yang  digunakan  untuk  siklus  pencucian, didapatkan nilai rata-rata pemakaian energi setiap siklus untuk  mesin  cuci  dua  tabung  sebesar  71,38  Wh/siklus, untuk  mesin  cuci  satu  tabung  bukaan  depan  sebesar 1673,01  Wh/siklus.  Sedangkan  hasil  perhitungan  IKE (Intensitas  Konsumsi  Energi)  rata-rata  dengan  365 siklus  per  tahun  untuk  jenis  mesin  cuci  dua  tabung adalah  3,76  kWh/kg/tahun,  untuk  jenis  mesin  cuci  satu tabung bukaan depan adalah 89,93 kWh/kg/tahun [1].
Teknologi  mesin  cuci  sudah  semakin  berkembang pada dasawarsa ini, mulai dari teknologi yang sederhana sampai dengan teknologi yang menggunakan kecerdasan buatan untuk mendapatkan hasil cucian yang lebih  baik  dengan  fitur  pengaturan  putaran  motor pencuci  serta  efisiensi  penggunaan  daya  listrik.  Akan tetapi  perkembangan  teknologi  ini  belum  menyentuh aspek  portabel  yaitu  mesin  cuci  yang  mudah  untuk dibawa dalam perjalanan serta masih bergantung kepada listrik  (tegangan  AC).  Untuk  menjawab  tantangan tersebut  maka  diajukan  sebuah  prototype  rancangan mesin  cuci  mini  dengan  energi  alternatif  tenaga  surya yang  mampu  melaksanakan  fungsi  sebuah  mesin  cuci dengan  kapasitas  tangki  pencuci  berukuran  0.5  galon dan dioperasikan melalui tegangan DC. Konsumsi daya lebih  hemat  dibanding  mesin  cuci  konvensional  karena menggunakan energi baru terbarukan.

## Prototype Mesin Cuci berbasis Energi Ramah Lingkungan
Indra Yasri, Fauzan Ahmad, Fikri Fatwa Ulhuda, Meilita Kurniati
S

## II. METODE
Metode  yang  digunakan  sesuai  dengan  kaidah perancangan  perangkat  elektronik  [3,4]  dan  perangkat mekanik  [2]  yaitu  dengan  menentukan  kebutuhan rancangan.  Kebutuhan  rancangan  ditetapkan  untuk kebutuhan  kapasitas  mencuci  ukuran  0.5  gallon.. Gambar sketsa rancangan dapat dilihat pada gambar 1.
Fig. 1. Tahapan Rancangan
Dari  bagan  diatas  di  atas  tahap  pekerjaan  akan dijelaskan sebagai berikut.
1. Persiapan  alat  dan  bahan,  pada  tahapan  ini merupakan  tahapan  dalam  pelaksanaan  rancangan, menyiapkan  segala  peralatan  dan  bahan,  dan  tempat untuk  melakukan  proses  pembuatan.  Sehingga  dalam proses  pembuatan  tidak  ada  keterlambatan  dari  agenda yang sudah direncanakan.
2. Persiapan Awal, melakukan studi pustaka.
3. Proses  Pembuatan  Berdasarkan  Prototipe,  setelah tahapan-tahapan  sebelumnya  dilaksanakan  maka  akan masuk pada tahapan inti, yaitu pembuatan rancangan.
4. Uji  Coba,  setelah  protype  dihasilkan  maka  akan langsung  diuji  coba,  untuk  mendapatkan  kinerja maksimal dari protype tersebut.
5. Proses  optimasi  dari  hasil  pengujian  untuk mendapatkan  unjuk  kinerja  yang  lebih  baik  dari prototype awal.

## III. PROSES PERANCANGAN
Perancangan desain 3D akan dimulai pada bagian motor  box,  dimana  pada  bagian  motor  box ini  akan tersusun  beberapa  komponen  penting  seperti, motor,  pengaturan  speed,  dan  bagian  elektronika lainnya.

## Fig. 2. Rancangan Motor Box
Kemudian perancangan akan dilanjutkan pada bagian pembilas,  motor pembilas didesain  sesuai dengan besar ember  yang  digunakan,  untuk  mendapatkan  hasil  yang maksimal  didalam  proses  pencucian.    Pada  bagian pembilas  digunakan  sistem  drive  poros,  yang  akan memberikan  keefisensian  dalam  peputaran  motor penggerak.
Fig. 3. Rancangan kedudukan bilah pembilas
Rangka produk didesain agar  memiliki kekuatan  dan ringan didalam desain bentuknya, sehingga memudahkan  didalam  pemindahan  alat.  Rangka  utama akan  dibuat  dengan  menggunakan  besi  yang  nantinya akan  di  lakukan  pelapisan  secara  kimiawi  agar  rangka memiliki  umur  yang  panjang  dan  dapat  digunakan dalam jangka waktu yang lama.
Fig. 5. Rancangan pengisian daya baterai dari panel surya

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil implementasi rancangan mekanik
Tahap  pertama  dalam  perancangan  mekanik  produk yang  dilakukan  yakni  pembuatan  rangka  prototype berdasarkan sketsa yang telah dibuat sebelumnya. Awal mula  pada  tahap  ini  dilakukan  penyatuan  komponen yang  biasa  disebut  dengan  pengelasan.  Penyatuan  ini dimulai  dari  membentuk  bagian  lingkar  produk  serta rangka yang akan disandarkan pada dinding ember.
Fig. 6. Perakitan rangka utama
Selanjutnya, pembuatan rangka menyesuaikan dengan  tinggi  dinding  ember.  Pemasangan  poros penggerak akan dilakukan setelah rangka rangka selesai dirakit. Tahap kedua yakni melakukan rancangan motor box. Hal ini dilakukan dengan tujuan medapat gambaran untuk rancangan tiga dimensi motor box . Pada tahap ini menggunakan  kardus  bekas  sebagai  rancangan  awal. Diawali  dengan  membuat  rangka  kardus  berdasarkan sketsa  yang  telah  dibuat.  Setelah  membentuk  sesuai dengan  sketsa,  kemudian  di  satukan  dengan  rangka utama  yang  telah  dibuat  pada  tahap  sebelumnya.  Hasil yang didapatkan :

## Fig. 8. Hasil rancangan motor box
Tahapan  selanjutnya  adalah  pemasangan  poros penggerak  pada  rangka  utama,  sehingga  nantinya akan  dapat  dipasangkan  kipas  pembilas,  yang  akan digunakan untuk mencuci pakaian. Poros penggerak bilah  pencuci  kemudian  disambungkan  dengan motor  dan  poros  penggerak  pada  bagian  rangka utama. Kemudian akan dilakukan uji coba pertama.

## Fig. 9. Hasil pemasangan poros penggerak
Fig. 10. Proses pengujian pertama
Setelah  dilakukan  pengujian  pada  tahap  pertama ternyata perhitungan  secara teoritis tidak  sesuai dengan keadaan  dilapangan.  Poros  penggerak  motor  tidak
mampu untuk memutar beban dari air.
Kemudian  dilakukan  perancangan  ulang  dengan menggunakan pendekatan yang berbeda yaitu mengganti  konsep  poros  penggerak  dengan  sistem pulley . Sistem pulley ini dalam prinsipnya menggunakan  konsep belting yaitu  sabuk  yang menghubungkan roda gigi dari motor penggerak dengan roda gigi pada bilah pencuci.
Fig. 11. Hasil implementasi sistem pulley
Fig. 12. Hasil pengujian dengan sistem pulley
Hasil  pengujian  dengan  menggunakan  sistem  pulley berhasil menggerakkan beban bilah pencuci beserta kain kotor yang akan dicuci  berikut air dan deterjen  sebagai media pencucinya.

## B. Hasil implementasi catu daya energi surya
Tahap  kedua  dari  implementasi  rancangan  yaitu menghubungkan  motor  penggerak  pada  baterai  LI-ion sebagai  catu  daya.  Selanjutnya  sarana  pengisi  baterai digunakan panel surya yang bertindak sebagai penerima energi  cahaya  matahari  yang  diubah  menjadi  listrik yang disimpan ke dalam baterai LI-ion.
Fig. 13. Hasil instalasi panel surya pada catu daya

## V. KESIMPULAN
Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  rancangan mesin  cuci  dapat  bekerja  berdasarkan  2  kecepatan motor yaitu kecepatan rendah dan kecepatan tinggi. Kondisi  kecepatan  ini  disesuaikan  beban  pakaian kotor yang yang akan dicuci. Untuk mencuci pakaian yang  ringan  maka  digunakan  kecepatan  rendah sedangkan  pakaian  yang  berat  menggunakan kecepatan  tinggi.  Dari  hasil  pengujian  dapat disimpulkan  bahwa  kinerja  mesin  cuci  sudah optimal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Ahadi,  K.,  Anggono,  T.  &  Suntoro,  D.  2017. Usulan  Penetapan  Nilai  Standar  dan  Label  Energi Untuk Mesin Cuci Pakaian Sektor Rumah Tangga. Standardisasi, Volume 19, p. 133.
[2].  Budynas,  R.  G.  &  J,  K.  N.  2011.  Mechanical Engineering Design. New York: The McGraw-Hill Companies.
[3].  Fardo,  S.  W.  &  Patrick,  D.  R.  2009.  Electrical Power  Systems  Technology.  3th  penyunt.  London : The Fairmont Press and Taylor & Francis Ltd..
[4]. Kjær, S. B. 2005. Design and Control of an Inverter for Photovoltaic Application. Aalborg : Institut for Energiteknik, Aalborg Universitet.
[5]. Paramitha, T. 2017. https://www.viva.co.id/.