## PERANCANGAN KONSEP FIREFIGHTING SYSTEM TIPE PELONTAR DRY CHEMICAL POWDER BALL PADA DRONE PT. CI
1 Riky Adhiharto, 2 Fauzan Rahmat Arta
1, 2 Program Studi Teknologi Perancangan Mekanik, Jurusan Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Bandung
1 riky@polman-bandung.ac.id, 2 fauzanarta44@gmail.com

## I. P ENDAHULUAN
Kejadian  kebakaran  merupakan  termasuk  kondisi darurat  yang  tidak  mengenal  situasi  maupun  waktu  yang kapanpun  bisa  terjadi  dan  sulit  dikendalikan.  Kebakaran dengan  nyala  api  kecil  maupun  besar  dapat  menimbulkan kerugian  materi  maupun  keselamatan  jiwa  ditempat terjadinya  kebakaran.  Tiga  elemen  penyebab  terjadinya kebakaran dinataranya panas ( heat ), bahan bakar ( fuel ) dan udara  (oksigen)  (Gambar  1).  Ketiga  elemen  tersebut  jika berdiri  sendiri  belum  tentu  terjadi  kebakaran  dan  mungkin hanya  menghasilkan  pijar.  Tetapi  diperlukan  komponen keempat, yaitu chemical chain reaction (rantai reaksi kimia) dari  ketiga  elemen  sebelumnya  untuk  berlangsungnya kejadian  kebakaran  [3].  Penanggulangan  kebakaran  pada dasarnya  adalah  menghilangkan  salah  satu  dari  ketiga elemen  pada  piramida  api  atau  memperkecil flammable range untuk memutus rantai reaksi kimia dari api. Terdapat beberapa metoda memadamkan api atau kebakaran kecil.
Setelah mempelajari mekanisme di lapangan, ditemukanlah beberapa permasalahan. Faktor tempat, waktu dan  keamanan  menjadi  penyebab  utama  sulitnya  proses penanggulangan  kebakaran.  Saat  ini  umumnya  proses penanggulangan  dilakukan  oleh  orang  yang  memiliki pengetahuan dan keberanian saat situasi darurat kebakaran untuk  penanggulangan  ringan.  Dalam  menanggulangi kebakaran  secara  sepenuhnya  diserahkan  kepada  petugas pemadam  kebakaran,  petugas  ini  disebut  dengan  Dinas Pemadam Kebakaran atau dikenal dengan Damkar. Damkar merupakan  petugas  yang  diberi  tanggung  jawab  dan memiliki  kewajiban  dalam  pemadaman  kebakaran  dan penyelamatan korban. Saat keadaan darurat kebakaran, api berkemungkinan  besar  dapat  dikendalikan  oleh  Damkar maupun  orang  biasa  menggunakan  APAR  atau  Alat Pemadaman  Api  Ringan.  Dalam  kondisi  kebakaran  skala besar,  kendaraan  Damkar  berupa  mobil  atau  truk  yang dilengkapi  peralatan  penanggulangan  memiliki  prioritas untuk  melewati  jalanan  dan  tempat  umum,  tetapi  terdapat keterbatasan  dalam  penggunaan  kendaraan  tersebut,  yaitu membutuhkan waktu untuk menjangkau tempat yang sempit dan  tinggi  [4].  Selain  itu,  proses  penanggulangan  juga memiliki resiko yang besar mengancam keselamatan seperti pada kebakaran pada bangunan tinggi atau gedung (Gambar 2).

## I N F O  A R T I K E L
Diterima : 30 Maret 2023 Direvisi :  1 November 2023 Disetujui : 22 Desember 2023
Kata Kunci : APAR, Drone, Firefighting , Kebakaran,
Pelontar, dry chemical powder ball

## A B S T R A K
Kebakaran  termasuk  kondisi  darurat  yang  tidak  mengenal situasi  maupun  waktu kapanpun  bisa  terjadi  dan  sulit  dikendalikan  yang  dapat  menimbulkan  kerugian materi maupun keselamatan jiwa. Dalam kebakaran ada yang disebut dengan Flammable Range , yaitu batas antara konsentrasi minimum dan maksimum campuran uap bahan bakar dengan  udara  (oksigen)  yang  dapat  meledak  atau  menyala  setiap  saat  bila  diberi  sumber panas.  Faktor  jangkauan,  tempat,  waktu  dan  keamanan  menjadi  penyebab  utama  sulitnya proses  penanggulangan  kebakaran.  Dalam  membantu  dan  mempermudah  proses pemadaman  kebakaran,  maka  dikembangkan  sebuah  alat  yang  dapat  digunakan  dalam penanggulangan  kebakaran.  Alat  ini  diharapkan  dapat  melontarkan  APAR  jenis dry chemical  powder berbentuk  bola,  karena  lebih  cepat  dan  efektif  untuk  memadamkan kebakaran  pada  bangunan  yang  tinggi  sehingga  api  tidak  sampai  membesar  dan menimbulkan  kerusakan  yang  lebih  fatal.  Alat  ini  dinamakan firefighting  system ,  dimana memanfaatkan  teknologi drone atau Unmanned  Aerial  Vehicle (UAV). Drone beserta firefighting  system diterbangkan  menjangkau  tempat  tinggi,  menghindari  rintangan,  dan dapat  terbang  dalam  jarak  yang  jauh  dengan  tujuan  dapat  meminimalisir  resiko  yang mengancam  keselamatan  dalam  pengendalian  kebakaran.  Penelitian  ini  menggunakan metode  perancangan  VDI  2222  (Verein  Deutsche  Inginieuer  2222),  diawali  dengan identifikasi masalah, pemilihan altenatif variasi konsep, menentukan spesifikasi komponen, perhitungan  konstruksi  dan  perancangan  detail.  Diperoleh  Alternatif  Variasi  Konsep  1 sebagai konsep desain terpilih, dengan nilai 420 (84%) untuk Penilaian Teknis dan nilai 360 (72%)  untuk  Penilaian  Ekonomis. Fire  fighting  system ini  memiliki  dimensi  pemasangan pada drone sebesar 600x600x400 mm, berat alat beserta 3 bola sebesar 12 kg, jarak lontar 5.05 m, kecepatan awal sebesar 15.6604 m/s, target dapat berada pada ketinggian 9.512 m.
ISSN: 1979-889X (cetak), ISSN: 2549-9041 (online) http://www.journal.unsika.ac.id

## Gambar 2. Kebakaran pada Gedung
Dalam  upaya  membantu  dan  mempermudah  proses pemadaman  kebakaran,  maka  dikembangkan  sebuah  alat yang  dapat  digunakan  dalam  upaya  penanggulangan kebakaran.  Alat  ini  diharapkan  dapat  melontarkan  APAR jenis dry  chemical  powder berbentuk  bola,  karena  lebih cepat  dan  efektif  untuk  memadamkan  kebakaran  pada bangunan yang tinggi sehingga api tidak sampai membesar dan menimbulkan kerusakan yang lebih fatal. Selain itu, alat ini  diharapkan  dapat  membantu  mengulur  waktu  untuk petugas pemadam kebakaran dalam memfokuskan tindakan mereka memadamkan api sepenuhnya.
Alat yang telah diproduksi di pasaran belum memiliki mekanisme pelontar (Gambar 3), alat jenis ini hanya mampu melepaskan bola APAR dari atas ke bawah sehingga untuk pengendalian  kebakaran  didalam  gedung,  alat  ini  belum mampu melakukannya.

## Gambar 3. Firefighting Drone yang ada di Pasaran
PT. CI merupakan sebuah perusahaan teknik Indonesia yang  bergerak  di  bidang  teknik  penerbangan  dengan kompetensi  utama  di  bidang  aerodinamika,  struktur,  dan instrumentasi, yang menggagas pengembangan alat ini. Alat ini  dinamakan firefighting  system .  Proyek Research  and Development (R&D) alat ini memanfaatkan teknologi drone atau Unmanned  Aerial  Vehicle (UAV). Drone beserta firefighting system diterbangkan menjangkau tempat tinggi, menghindari rintangan, dan dapat terbang dalam jarak yang jauh  dengan  tujuan  dapat  meminimalisir  resiko  yang mengancam  keselamatan  dalam  pengendalian  kebakaran. PT.  CI  menginginkan  pemasangan  alat  ini  dengan
memperhatikan beban yang dapat diangkut oleh drone agar kemampuan terbangnya tidak terganggu.
Drone yang digunakan dalam penelitian ini yaitu jenis Quadcopter  drone ( drone 4  baling-baling)  dengan  beban angkut  maksimal  12  kg  milik  PT.  CI.  Dalam mempertimbangkan  berat  alat  secara  keseluruhan,  bola APAR yang dapat ditampung yaitu sebanyak tiga buah bola.
Beberapa penelitian yang berhubungan dengan drone pemadam  kebakaran  diantaranya  Konsep  kawanan drone untuk aktivitas pemadam kebakaran dihutan, dimana drone memadamkan  area  kebakaran  hutan  masih  menggunakan cairan  pemadam  melalui  simulasi  perambatan  api  untuk mendukung  teknik  pemadaman  [1],  Penggunaan  Bola Pemadam  Api  untuk  Sistem  Konseptual  Pemadaman Kebakaran Berbantuan Drone. Disini drone hanya mampu membawa  satu  bola  untuk  memadamkan  dengan  cara dijatuhkan ke area kebakaran [2], Unmanned Aerial Vehicle Robot untuk  Pemadam  Api  dengan  Rancangan  Alat Pemadam  yang  Efisien.  Alat  pemadam  yang  dirancang berupa  payung  terbalik  yang  bagian  kain  payung menggunakan kain pemadam atau kain tahan api yang biasa digunakan  untuk  memadamkan  api  [7], Drone UAV Pemadam  Kebakaran  Hutan  Otomatis.  Disini drone ditambahkan  sebuah  sensor  pendeteksi  titik  api  yang mengirimkan  sinyal    ke  Mikrokontroler  Arduino  yang membuat  drone  UAV  dapat  terbang  otomatis  menuju  titik kebakaran berdasarkan panduan dari GPS [13],
Pengembangan Desain Drone Sebagai Alat Bantu Evakuasi Bencana. Hasil desain produk disini berupa pengembangan drone yang  dapat  mempercepat  mobilitas  dan  evakuasi korban  yang  dilakukan  oleh  petugas  pemadam  kebakaran [14],  dan  Desain  dan  Pengembangan Drone Berat  untuk Operasi  Pemadam  Kebakaran. Drone mengangkut  bola pemadam  dan  air,  dimana  masih  memanfaatkan  gerakan jatuh bebas tanpa lontaran ke area kebakaran [18].
Semua  penelitian  sebelumnya  yang disebutkan diatas telah dilakukan tetapi penelitian untuk sistem pelontar bola pemadam  kebakaran  yang  memanfaatkan drone sebagai pengangkutnya  belum  tersedia.  Untuk  menjawab  kondisi dan  kebutuhan  tersebut  dilakukan  Perancangan  Konsep Firefighting  System Tipe  Pelontar Dry  Chemical  Powder Ball Pada Drone yang diharapkan lebih efisien, mudah dan tepat dalam penggunaannya untuk memadamkan kebakaran. Tahapan perancangan dengan metode VDI 2222 yang akan dilakukan  dimulai  dengan  pengumpulan  data  lapangan, identifikasi  masalah  dan  gambar  teknik,  melakukan perancangan  mekanisme  alat  penggiling,  melakukan konseptual  desain,  melakukan  optimasi  dimensi,  dan menghitung komponen elemen mesin.
Tujuan  yang  diharapkan  dari  penelitian  ini  yaitu mengetahui  cara  mendesain Firefighting  System Tipe Pelontar Dry  Chemical  Powder  Ball Pada Drone , berdasarkan  pada  perhitungan  yang  bersumber  dari
literature  dalam  mengaplikasikan  teori  yang  dapat  dilihat langsung dilapangan.

## II. METODE P ERANCANGAN
Proses  perancangan  merupakan  rangkaian  kegiatan ( fase ) yang berurutan yang mencakup seluruh kegiatan yang terdapat  dalam  perancangan  tersebut.  Setiap fase memiliki kegiatannya  tersendiri  yang  dinamakan  langkah-langkah dalam fase . Sedangkan Stuart Pugh menyatakan, total desain dapat  diartikan  sebagai  inti/pusat  kegiatan,  semua  desain harus  dimulai  dengan    kebutuhan  itu,  ketika  puas  akan masuk  kepasar yang ada saat ini atau membuat pasar sendiri [6].
Dalam  menginterpretasi  konsep  rancangan,  metode tahapan perancangan yang digunakan untuk menyelesaikan perancangan firefighting  system pada drone ini  adalah metode  VDI  2222.  Metode  ini  dimulai  dengan  tahapan proses  analisa/merencana,  kemudian  melakukan  tahapan mengkonsep sehingga kemudian penulis menghasilkan draft rancangan awal. Dalam proses menginterpretasikan konsep rancangan,  penulis  akan  menyajikan  data  mengenai deskripsi produk yang menentukan konstruksi mekanik dari firefighting system pada drone ini secara keseluruhan, daftar tuntutan, variasi konsep alternatif, pemilihan keputusan, dan penjelasan  ide/gagasan  pada  konstruksi  yang  akan digunakan pada fungsi-fungsi bagian alat ini. Tahapan kerja yang dilakukan seperti terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir metodologi perancangan VDI 2222
Dalam  proses  perancangan firefigthing  system pada drone dengan menggunakan metode perancangan VDI 222, langkah-langkah yang harus dilakukan, diantaranya:
A. Merencana
Pada bagian ini memiliki beberapa tahapan. Hasil dari bagian  merencana  ini  berupa  daftar  tuntutan  yang  akan menjadi acuan dalam proses perancangan mesin (Tabel I). Deskripsi Proyek
Firefighting system adalah alat pelontar bola pemadam api  yang  dipasangkan  pada drone untuk  digunakan  dalam membantu  proses  pemadaman  kebakaran.  Alat  ini  terdiri dari  motor  beserta  roda  pelontar,  sebuah  sistem gate dan sebuah  motor  untuk  menggerakkan  alat  naik  atau  turun dengan sudut tertentu. Firefighting system dipasang secara non-permanen menggunakan mounting
yang
dikonstruksikan sedemikian rupa agar dapat dilepaskan saat diperlukan  dan  alat  dikonstruksikan  tidak  mengganggu kemampuan terbang dan pendaratan pada drone . Deskripsi Produk
Produk  yang  akan  ditampung  dan  dilontarkan  oleh firefighting system adalah APAR atau Alat Pemadaman Api Ringan yang berbentuk bola (Gambar 5), dengan adanya alat ini produk bisa dilontarkan menuju titik kebakaran. Produk yang  bisa  ditampung  dan  dilontarkan  terdiri  dari  beberapa spesifikasi: Diameter 145mm, berat  ±1.3Kg, jarak ledakan ±3m³ dan memancarkan suara ledakan sebesar 138db.
Gambar 5.Struktur Bola APAR
Daftar Tuntutan
Tabel I. Daftar Tuntutan
B. Mengkonsep
Setelah mempelajari mekanisme di lapangan, didapatkan  ide/gagasan  bahwa  akan  lebih  baik  jika  proses penanggulangan  kebakaran  dapat  dipermudah  dengan adanya  alat  ini  dengan  memasangkannya  ke drone . Drone yang  digunakan  dalam  proyek  ini  yaitu  jenis Quadcopter drone ( drone 4  baling-baling)  dengan  beban  angkut maksimal  12kg  milik  PT.  CI  (Gambar  6).  Dalam mempertimbangkan  berat  alat  secara  keseluruhan,  bola APAR yang dapat ditampung yaitu sebanyak tiga buah bola.
Firefighting system ini dipasangkan pada bagian bawah drone ,  dengan  tujuan  agar  tidak  menganggu  kemampuan terbang dan pendaratan drone . Dimensi ruang bagian bawah drone dapat  dipasangkan  adalah  ±600mm  x  ±600mm  x ±400mm.
Gambar 6. Quadcopter Drone milik PT. CI Setelah mempelajari konsep yang ada dan mekanisme di  lapangan,  dapat  disimpulkan  hal-hal  yang  diperhatikan dalam perancangan firefighting system adalah:
1. Alat  dapat  menampung  tiga  buah  bola  APAR  dengan ukuran  diameter  145mm  dan  berat  masing-masingnya adalah 1.3 kg.
2. Berat maksimal alat beserta tiga buah bola adalah 12 kg sesuai kapasitas maksimal angkut drone .
3. Alat  dapat  digerakkan  dengan  mekanisme pitching sebesar 30 o dengan sudut maksimal masing-masing 15 o ke atas dan 15 o ke bawah.
4. Jarak  minimal  bola  dapat  terlontar  adalah  sejauh  5m (horizontal).
5. Dimensi  kaki drone yang  dapat  dipasangi  alat  adalah ±600mm x ±600mm x ±400mm.
6. Alat dapat dipasangkan ke bagian bawah drone, tanpa mempengaruhi  kemampuan drone untuk  terbang  dan mendarat.
7. Alat dapat mudah dioperasikan oleh pilot drone.
Berikut  konsep  rancangan  yang  dikembangkan  oleh peneliti (Gambar 7):
Gambar 7. Konsep Rancangan Firefighting System pada Drone
Gambar  8. Detail Konsep Rancangan Firefighting System
Keterangan gambar:
• A : Rangka
• B : Poros pivot • C : Sistem pelontar • D : Motor penggerak pitching
• E : Sistem gate
• F : Sistem penampungan
• G: Pendorong
• H: Produk (Bola APAR)
• I : Nozzle
Metode black  box dimulai  dengan  pembagian  fungsi secara  keseluruhan  menjadi  fungsi-fungsi  bagian.  Pada metode ini digambarkan dengan aliran masukan atau input. Metode tersebut dijelaskan dalam bagan dibawah (Gambar 9).
Gambar 9. .Bagan Black Box Rancangan Firefighting System
Berikut  ditampilkan  diagram  alir Firefighting  System , sebagai penjelasan dari mekanisme kerja alat (Gambar 10).
Gambar 10. Diagram Alir Firefighting System
Gambar 11. Diagram Fungsi Bagian Firefighting System
Berdasarkan  Gambar 7, 8 dan  11, fungsi-fungsi yang terdapat pada firefighting system pada drone adalah sebagai berikut:

## A. Fungsi Pitching
Fungsi pitching dalam  konstruksi  ini  berfungsi  untuk mengarahkan mulut pelontar bola (Nozzle) untuk naik-turun dengan  sudut  tertentu  sesuai  keinginan  operator.  Fungsi bagian pitching terdiri dari motor penggerak dan transmisi penggerak (Gambar 12).
Gambar 12. Struktur Fungsi Pitching
• Motor penggerak pitching
Motor penggerak berfungsi sebagai penggerak utama alat untuk dapat bergerak dengan mekanisme pitching (Gambar 13) .
Gambar 13. Motor Penggerak Pitching
• Pillow block Pillow block berfungsi sebagai dudukan poros pivot yang digerakkan oleh motor penggerak. Pillow block yang digunakan yaitu terbuat dari material aluminium (Gambar 14).

## Gambar 14. Pillow Block
• Kopling
Kopling  berfungsi  untuk  mentransmisikan  putaran dari  motor  penggerak  menuju  poros  pivot  (Gambar 15).

## Gambar 15. Kopling

## B. Fungsi Pelontar
Fungsi  pelontar  dalam  konstruksi  ini  berfungsi  untuk melontarkan  atau  menembakkan  bola  dengan  kekuatan tembakan  tertentu  tanpa  memecahkannya  saat  dilontarkan. Fungsi  bagian  pelontar  terdiri  dari  motor  penggerak, mounting motor, dan roda pelontar (Gambar 16).
• Motor DC
Motor  DC  atau  motor  penggerak  berfungsi  untuk menggerakkan roda pelontar dengan kecepatan putar tinggi (Gambar 17).
Gambar 17. Motor DC 12V
• Mounting motor Mounting berfungsi sebagai pengikat motor penggerak pada penampungan yang dilalui oleh bola (Gambar 18).
Gambar 18. Mounting motor
• Roda karet
Roda  karet  adalah  komponen  yang  bersentuhan langsung  dengan  bola,  digerakkan  langsung  oleh motor, berfungsi sebagai pelontar bola (Gambar 19).
Gambar 19. Roda Karet

## C. Fungsi Penampungan
Fungsi  penampungan  dalam  konstruksi  ini  berfungsi untuk  menampung  bola  yang  akan  dilontarkan.  Bola  yang ditampung  dapat  diatur  kapan  untuk  dilontarkan.  Fungsi bagian  penampungan  terdiri  dari  penampung, gate dan pendorong (Gambar 20) .

## Gambar 20. Struktur Fungsi Penampungan
• Motor servo Komponen  yang  berfungsi  sebagai  penggerak gate dalam proses pelontaran bola (Gambar 21).
Gambar 21. Motor Servo

## •
Pegas Tarik
Pegas tarik berfungsi sebagai komponen yang menarik pendorong  untuk  mendorong  bola  ke  dalam penampungan dan terpasang pada tabung penampungan (Gambar 22).
Gambar 22. Pegas tarik

## D. Fungsi Mounting
Pada  fungsi  bagian  mounting  ini  bentuk  konstruksi disesuaikan dengan konstruksi drone agar mudah dipasang pada drone dan tidak menghalangi kemampuan drone untuk terbang  dan  mendarat.  Fungsi mounting menggunakan rangka hollow dan pelat aluminium (Gambar 23).
Gambar 23. Struktur fungsi mounting

## E. Fungsi Pengendali
Fungsi pengendali berfungsi mengendalikan semua alat agar  bekerja  maksimal  dan  sesuai  yang  diinginkan , dalam hal  ini firefighting system agar  dapat  bekerja  dengan  baik maka dikendalikan oleh remote kontrol yang terhubung pada komponen yang mengatur semua motor penggerak. Remote kontrol ini dioperasikan oleh pilot drone (Gambar 24) .

## Gambar 24. Remote Kontrol
Untuk  pembuatan  konsep  rancangan  ini,  penulis menentukan variasi fungsi bagian, alternatif konsep fungsi keseluruhan,  kelebihan  kekurangan  alternatif  konsep, penilaian alternatif konsep, dan penentuan alternatif konsep yang terpilih paling optimal (Tabel II).
Tabel II.

## Alternatif Variasi Fungsi Bagian
Untuk menentukan alternatif konsep fungsi keseluruhan,  tim  desain  menghubungkan  variasi  konsep masing  masing  fungsi  bagian  hingga  2  sampai  3  alternatif variasi  konsep  secara  keseluruhan  seperti  pada  tabel  III berikut.
Tabel III.

## Variasi Konsep Fungsi Bagian
(AVK : Alternatif Variasi Konsep)
Keterangan: AVK I : A1-B1-C1-D1-E1-F2-G1-H1-I1 (Gambar 25) AVK II : A3-B3-C3-D1-E2-F2-G2-H2-I1 (Gambar 26) AVK III :A2-B2-C2-D2-E3-F1-G3-H3-I2 (Gambar 27)
Ketiga  alternatif  fungsi  keseluruhan  ini  selanjutnya dibuat 3D modeling beserta kelebihan dan kekurangan dari setiap AVK.
(AVK I)
Gambar 25. AVK 1 (Konsep Terpilih)
(AVK II)
(AVK III)
Gambar 27.  AVK 3
Setelah digambarkan modeling untuk ketiga alternatif konsep, tahap selanjutnya dilakukan penilaian. Tahap ini tim desain  melakukan  penilaian  obyektif  mengenai  setiap konsep  yang  dihasilkan  seberapa  baik  [17].  Setiap  kriteria tersebut  diurutkan  kembali  dengan  bobot  yang  tertinggi nantinya  ditempatkan  pada  posisi  paling  atas.  Setiap alternatif  konsep  diberi  nilai  untuk  melihat  seberapa  baik konsep-konsep tersebut dapat memenuhi setiap kriteriamya, dan  diberikan  prosentase.  Setelah  persentase  dialokasikan, kemudian  dilakukan  pengalian  dengan  faktor  bobot  untuk setiap  kriteria  tertentu  [8].  Nilai-nilai  ini  dijumlahkan sehingga  dihasilkan  persentase  total  angka  untuk  setiap konsep.  Sehingga,  kalaupun  ada  konsep  yang  memenuhi semua  spesifikasi  secara  lengkap  maka  akan  memperoleh nilai  sempurna  100%.  Penilaian  dari  masing  masing alternatif fungsi keseluruhan akan memberikan pertimbangan  pada  aspek  tertentu,  salah  satunya  yaitu pemilihan suatu rancangan yang optimal akan menentukan layak atau tidak untuk direalisasikan sesuai kebutuhan yang diinginkan. Aspek tersebut meliputi aspek teknis dan aspek ekonomis, dapat dilihat pada penilaian aspek teknis, untuk kriteria pencapaian fungsi memiliki bobot tertinggi sebesar 30,  dan  diikuti  kriteria centre  of  gravity dan  berat keseluruhan  untuk firefighting system ini  sebesar  15.  Ini sesuai  yang  ada  di  daftar  tuntutan  dimana  mengacu  pada kapasitas  angkut drone .  Sedangkan  pada  penilaian ekonomis,  kriteria  modular  desain  dan  komponen  standar memiliki  bobot  tertinggi,  dengan  ini  diharapkan  konsep terpilih  nantinya  mengutamakan  ketersedian  penggunaan komponen standar yang mudah didapatkan di pasaran tanpa harus ada proses pembuatan komponen, serta memudahkan dalam proses perakitan dan perawatan nantinya.
Tabel IV. Penilaian Teknis Alternatif  Variasi Konsep

## Tabel V. Penilaian Ekonomis Alternatif  Variasi Konsep
Berdasarkan  tabel  IV  dan  tabel  V  yang  menyajikan data  perbandingan  alternatif  variasi  konsep  mana  yang paling  optimal  menurut  penilaian  teknis  dan  ekonomis, dipilih Alternatif  Variasi  Konsep  1  (AVK  I) sebagai konsep  rancangan  yang  akan  dibuatkan  gambar assembly , sub assembly dan gambar kerja part . AVK 1 mendapatkan nilai  tertinggi untuk  aspek  teknis  sebesar  84%  dan  aspek ekonomis  sebesar  72%.  Sedangkan  untuk Alternatif Variasi Konsep 2 (AVK 2) mendapatkan nilai untuk aspek teknis sebesar 80% dan aspek ekonomis sebesar 60%. Untuk Alternatif  Variasi  Konsep  3  (AVK 3) mendapatkan  nilai untuk aspek teknis sebesar 70% dan aspek ekonomis sebesar 56%.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Setelah  mendapatkan  Alternatif  Variasi  Konsep terpilih,  tim  desain  melakukan  perhitungan  spesifikasi komponen  dan  kontrol  terhadap  konstruksi  dari  konsep firefighting system tersebut untuk memastikan bahwa mesin hasil  rancangan  dapat  memenuhi  fungsi.  Perhitungan  dan kontrol terutama dilakukan pada komponen-komponen yang dianggap  kritis  dan  yang  menerima  beban  maksimal  pada konstruksi firefighting system tersebut.
A. Spesifikasi Motor Pelontar Tahapan pertama yaitu perhitungan motor pelontar pada alat.  Perhitungan  dilakukan  untuk  menentukan  rpm  motor penggerak  yang  digunakan  agar  jarak  lontaran  yang dibutuhkan  dapat  terpenuhi.  Jenis  motor  yang  digunakan adalah motor DC 12v . Berikut adalah rincian perhitungan yang dilakukan.
Berat bola (Wb) : 1.3 kg
Gravitasi (g) : 9.81 m/s2 Jarak lontar minimal (x) : 5 m Ketinggian alat minimal (h1) : 10 m Ketinggian target (h2) : 9.5 m Diameter roda pelontar (D) :100 mm
Sudut lontaran (α) : 0 s/d 15°
Gambar 28. Gerak Parabola
a. Waktu (t) 𝑡 = 𝑥 𝑉𝑥 (1)
𝑡 = 𝑥 𝑉𝑜×𝑐𝑜𝑠 𝛼°
b. Kecepatan awal (Vo)
𝑦 = ℎ + 𝑉𝑦 × 𝑡 − 1 2 × 𝑔 × 𝑡² (2)
𝑦 = ℎ + 𝑉𝑦 × 𝑥 𝑉𝑥 − 1 2 × 𝑔 × 𝑥² 𝑉𝑥² 𝑦 = ℎ + 𝑥 × 𝑉𝑜×𝑠𝑖𝑛 𝛼° 𝑉𝑜×𝑐𝑜𝑠 𝛼° − 1 2 × 𝑔 × 𝑥2
𝑉𝑜2×𝑐𝑜𝑠 ²𝛼°
𝑦 = 0.5𝑚 + 5𝑚 × 𝑉𝑜 × 0 − 4.905𝑚/𝑠² × 25𝑚² 𝑉𝑜²×1 𝑦 = 0.5𝑚 + 0 − 122.625𝑚³/𝑠² 𝑉𝑜² 0.5𝑚 = 122.625𝑚³/𝑠² 𝑉𝑜² 𝑉𝑜 2 = 122.625𝑚³/𝑠² 0.5𝑚
𝑉𝑜 = 15.6604𝑚/𝑠
𝑉𝑜 ≈ 16𝑚/𝑠

## Gambar 29.  Grafik Parabola berdasarkan perhitungan
(dengan Omni Calculator)
Pada  grafik  tersebut  terlihat,  dengan  sudut  lontaran  0° dan kecepatan awal sebesar 15.6604m/s, target dapat berada pada ketinggian 9.512m (selisih 0.488m dari ketinggian alat) dan mencapai jarak sebesar 5.05m
c. Kecepatan sudut ( 𝜔 ) 𝑣 = 𝜔 × 1 60 × 2𝜋𝑟 (3) 16𝑚/𝑠  = 𝜔 × 1 60 × 2 × 𝜋 × 0,05𝑚
𝜔 = 16𝑚/𝑠 ×60 2×𝜋×0,05𝑚 𝜔 = 3055.7749 𝑟𝑒𝑣 𝑚𝑖𝑛
𝜔 ≈ 3100 𝑟𝑒𝑣
𝑚𝑖𝑛 d. Daya motor (P) P = τ×𝜔×2𝜋 60000 = 0.0096342 𝑘𝑊 (3)
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, maka dibutuhkan sebuah  motor  penggerak  dengan    jumlah  putaran/menit senilai  3100rpm  untuk  dapat  melontarkan  bola  APAR seberat  1.3kg  sejauh  5m.  Pada  konstruksi  dipasangkan sepasang  motor  penggerak  di  sisi  kiri  dan  kanan,  maka jumlah  putaran/menit  yang  dibutuhkan  masing-masing motor adalah 1550rpm.
Maka, spesifikasi motor penggerak yang dipilih adalah motor DC dari SUMOTOR tipe R5166 DC12v dengan 2300 rpm dengan berat 0.4kg.
B. Spesifikasi Motor Pitching
Perhitungan  sistem  pitching  meliputi  penentuan spesifikasi motor penggerak dan kontrol kekuatan mounting motor.
Berat Housing (Wh) : 7.8 kg Berat poros pivot (Wp) : 0.4 kg Berat kopling (Wc) : 0.05  kg Diamteter poros (Øp) : 0.015 m Gravitasi (g) : 9.81 m/s2
1. Gaya total ( Ftot )
𝐹𝑡𝑜𝑡 = (𝑊ℎ + 𝑊𝑝 + 𝑊𝑐) × 𝑔 = 80.9325 𝑁 (4) 𝐹𝑡𝑜𝑡 ≈ 81 𝑁
2. Torsi motor penggerak ( 𝜏 ) τ = 𝐹𝑡𝑜𝑡 × 𝑟 × 𝑔 = 5.9595 𝑁𝑚 (5) τ ≈ 6 𝑁𝑚
Penulis mengambil dari katalog standar motor DC worm gear  dari  Bringsmart  tipe  1260  dengan  jumlah putaran/menit senilai 13 rpm
C. Total Daya Motor
SUMOTOR R5166 DC 12v : 0.0096342 kW   (2 unit) Bringsmart 1260 12v : 0.0081681 kW (1 unit) Servo MG995 6v : 0.06545 kW (1 unit)
• Untuk motor 12v:
Total daya = 0.0274365 KW
0.0274365 𝑘𝑊 = 27.4365 𝑊
27.4365 𝑊 × 1 𝑗𝑎𝑚 = 27.4365 𝑊ℎ 27.4365 𝑊ℎ = 2286.375 𝑚𝐴ℎ
• Untuk motor 6v: Total daya = 0.06545 KW
0.06545 𝑘𝑊 = 65.45 𝑊
65.45 𝑊 × 1 𝑗𝑎𝑚 = 65.45 𝑊ℎ
65.45 𝑊ℎ = 10908.333333 𝑚𝐴ℎ
Maka  total  muatan  listrik  yang  dibutuhkan  oleh  4  unit motor  adalah  13194.7083  mAh.  Total  muatan  tersebut
mencukupi  kapasitas  maksimal  baterai  drone,  yaitu sebesar 32000 mAh.
D. Kontrol Poros Pivot Diameter poros pivot (Øp) : 15 mm Panjang lengan Fb-Fc (L1) : 222 mm Panjang lengan Fa-Fb/Fa-Fc (L2/L3) : 111  mm
Berat total alat (Wt) : 8.2 Kg Diameter lubang  (Øl) : 5.8 mm Gravitasi (g) : 9.81 m/s2
Material St. 37 (Re) : 240 N/mm2
Sf (Dinamis berulang) : 2
Gambar 30. Gaya yang Terjadi Pada Poros Pivot
𝜎𝑖𝑧𝑖𝑛 = 𝑅𝑒 𝑆𝑓 = 120 𝑁/𝑚𝑚 2 (6)
a. Gaya total (Fa)
𝐹𝑎 = 𝑊𝑡 × 𝑔 (7)
𝐹𝑎 = 80.442 𝑁
𝐹𝑎 ≈ 81 𝑁 b. Momen di a (Mba)
ƩMba = 0 (Cw +) (8) (𝐹𝑎 × 𝐿2) − (𝐹𝑐 × 𝐿1) = 0 𝐹𝑐 = (𝐹𝑎×𝐿2) 𝐿1 = 40.5 𝑁

## c. Gaya tumpuan b (Fb)
𝐹𝑏 − 𝐹𝑎 + 𝐹𝑐 = 0 (9) 𝐹𝑏 = 𝐹𝑎 − 𝐹𝑐 = 40.5 𝑁

## 𝐹𝑏 = 𝐹𝑐
d. Tegangan Bengkok 𝑀𝑏1 = 𝐹𝑏 ∗ 𝐿2 = 4495 Nmm  (10)
𝑤 = 0.1  × 𝐷 3 − 0.17 × 𝑑 × 𝐷² (11)
𝑤 = 0.1  × 20 3 − 0.17 × 7 × 20²
𝑤 = 108𝑚𝑚²
𝜎𝑏 = 𝑀𝑏1 𝑤 =  41.62𝑁/𝑚𝑚 2 (12)
e. Tegangan Geser τg = 𝐹𝑏 𝐴 (13)
𝐴 = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐿𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 − 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐿𝑢𝑏𝑎𝑛𝑔
τg = 𝐹𝑏 𝜋∗Øp2 4 −87.5522𝑚𝑚² = 0.4668 𝑁 𝑚𝑚2 f. Tegangan Gabungan
𝜎𝑔𝑎𝑏 = √(𝜎𝑏) 2 + 3 × (𝛼 0 × τg) 2 =
41.6279 𝑁/𝑚𝑚 2 (Kuat)
Dari hasil perhitungan kontrol komponen kritis diketahui, Tegangan gabungan (𝜎𝑔𝑎𝑏) pada patahan lebih kecil dari pada tegangan izin (𝜎𝑖𝑧𝑖𝑛) .

## IV. KESIIMPULAN
Berdasarkan dari hasil proses perancangan yang telah dilakukan  mengenai drone  firefighting  system ,  didapatkan hasil sebagai berikut:
1. Altenatif  Varian  Konsep  terbaik  yang  terpilih  yaitu AVK 1 dengan nilai untuk aspek teknis sebesar 84% dan aspek ekonomis sebesar 72%;
2. Fire fighting system ini memiliki dimensi pemasangan pada drone sebesar 600x600x400 mm;
3. Dengan  spesifikasi  hasil  seleksi  konsep:  Konstruksi sistem pitching menggunakan worm  gear motor  DC, yaitu motor listrik dengan sistem transmisinya berupa worm gear yang menyatu dengan motornya.
4. Kecepatan  awal  lontaran  sebesar  15.6604  m/s  ( ≈ 16𝑚/𝑠 ), target dapat berada pada ketinggian 9.512m (selisih  0.488m  dari  ketinggian  alat)  dan  mencapai jarak sebesar 5.05 m
5. Motor penggerak dengan  jumlah putaran/menit senilai 3100 rpm untuk dapat melontarkan bola APAR seberat 1.3  kg  sejauh  5.05  m.  Pada  konstruksi  dipasangkan sepasang motor penggerak di sisi kiri dan kanan, maka jumlah putaran/menit yang dibutuhkan masing-masing motor adalah 1550 rpm.
6. Total  muatan  listrik  yang  dibutuhkan  oleh  4  unit motor  adalah  13194.7083  mAh.  Total  muatan tersebut  mencukupi  kapasitas  maksimal  baterai drone, yaitu sebesar 32000 mAh.
7. Tegangan  yang  terjadi  pada  poros  pivot  sebesar 41.6279 𝑁/𝑚𝑚 2 karena  pembebanan  yang  diterima berada  dalam  kondisi  aman  (kuat),  karena  tidak melebihi batas tegangan izin sebesar 120 𝑁/𝑚𝑚 2

## DAFTAR RUJUKAN
[1] Ausonio, E., Bagnerini, P., Ghio, M., Drone Swarms in Fire Suppression Activities: A Conceptual Framework. Drone s, 5(1):17, MDPI, 2021.
[2] Aydin,  Burchan.,  Selvi,  Emre.,  Tao,  Jian.,  Starek, Michael  J.,  Use  of  Fire-Extinguishing  Balls  for  a Conceptual System of Drone -Assisted  Wildfire Fighting, Volume 3 no.1, 2019, pp. 1-17.
[3] DAMKAR  Kab.  Sukabumi,  Teori  Segitiga  Api,
Retrieved
from https://dinasdamkar.sukabumikab.go.id/2017/12/15/teo ri-segitiga-api/, 15 Desember 2017.
[4] DAMKAR Kota Aceh, Jenis  – jenis, Fungsi dan Cara menggunakan  APAR  (  Alat  Pemadam  Api  Ringan), Retrieved from http://damkar.bandaacehkota.go.id/2020/07/08/jenis- jenis-fungsi-dan-cara-menggunakan-apar-alat- pemadam-api-ringan/, 8 Juli 2020.
[5] DOSS  Camera  &  Gadget,  News:  Mengenal  Istilah, Pengertian,  Dan  Jenis Drone ,  Retrieved  from https://doss.co.id/news/MENGENAL-ISTILAH- PENGERTIAN-DAN-JENIS- DRONE , 14 April 2020
[6] Efendi,  Iman  Apriana.,  Pedoman  Penulisan  Proyek Akhir,  Politeknik  Manufaktur  Negeri  Bandung, Bandung, 2017.
[7] Farouq,  A.A.,  Riansyah,  M.I.,  Habibi,  A., Unmanned Aerial  Vehicle  Robot untuk  Pemadam  Api  dengan Rancangan  Alat  Pemadam  yang  Efisien,  Jurnal Nasional Teknik Elektro, Vol. 10, No. 1, March 2021
[8] Gasperz,  V.,  Pedoman  Implementasi  Program  Six Sigma, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2022
[9] Hakim,  Adies  Rahman.,  Kekuatan  bahan  dasar, Politeknik Manufaktur Bandung, Bandung, 2022.
[10] Hurst,  K.,  Prinsip-prinsip  Perancangan  Teknik, Erlangga, Jakarta, 2006.
[11] Komara, Asep Indra., Saepudin, Aplikasi Metoda VDI 2222 Pada Proses Perancangan Welding Fixture Untuk Sambungan  Cerobong  Dengan  Teknologi  Cad/Cae , JURNAL  ILMIAH  TEKNIK  MESIN  CYLINDER, Vol. 1 No. 2 , 2014, pp. 1-8.
[12] Mahmudah,  Aida.,  Gambar  Teknik  Mesin . Politeknik Manufaktur Bandung, Bandung, 2000.
[13] Nurkarim, Y.A., Latipah, A.J., Suryawan, S.H., Drone UAV  Pemadam  Kebakaran  Hutan  Otomatis,  Jurnal TEKNIMEDIA  :    Volume  01,  Nomor  2,  Desember 2020, pp. 1 – 6.
[14] Puspitasari,  Ratna.,  Maulana,  Eby.,  ,  Pengembangan Desain Drone Sebagai  Alat  Bantu  Evakuasi  Bencana, Seminar Teknologi Perencanaan, Perancangan, Lingkungan,  dan  Infrastruktur,  FTSP  ITATS  - Surabaya, 20 Juni 2021.
[15] POLMAN,  Elemen  Mesin 3 ,  Politeknik  Manufaktur Negeri Bandung, Bandung, 1992.
[16] POLMAN, STANDAR  POLMAN  SERI  0 ,  Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Bandung, 2000.
[17] SAE,  Potential  Failure  Mode  and  Effects  Analysis  in design (Design DFMA) and Potential Failure Mode and Effects  Analysis  in  Manufacturing  and  Assembly Processes (Process (FMEA) and Potential Failure Mode and  Effects  Analysis  for  Machinery  (Machinery FMEA)_J1739_200208, SAE International, 2008.
[18] Vimalkumar.  R.,  Shaw,  Karan  Kumar.,  Design  and Development  of  Heavy Drone for  Fire  Fighting Operation,  International  Journal  of  Engineering Research & Technology (IJERT), Vol. 9 Issue 06, June 2020.

## LAMPIRAN
Gambar Assembly , Sub Assembly dan beberapa Part
ISSN: 1979-889X (cetak), ISSN: 2549-9041 (online) http://www.journal.unsika.ac.id
Gambar 27. Gambar kerja assembly
Gambar 28. Gambar kerja sub assembly
Gambar 29. Beberapa Gambar kerja part