i

LAPORAN AKHIR

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

WETON (WIRELESS TOWER CRANE): SOLUSI PENCEGAHAN

KECELAKAAN KERJA DAN PENINGKATAN EFISIENSI

PENGGUNAAN TOWER CRANE DENGAN SISTEM KENDALI

BERBASIS REMOTE CONTROL

BIDANG KEGIATAN :

PKM- KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :

Arventa Lukas Pranastya (2512100138) Angkatan 2012

Aisyah Dewi Mutiah (2511100040) Angkatan 2011 Lintang Delia Putri (2512100045) Angkatan 2012

Achmad Zulfikar (2512100083) Angkatan 2012

Yoga Aditia (2212030039) Angkatan 2012

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

ii

iii

ABSTRAK

Tower crane adalah salah satu alat yang sering dijumpai ketika terdapat pembangunan

gedung-gedung. Menurut kamus Oxford dalam Tam, 2011, sebuah tower crane adalah mesin

tinggi yang digunakan untuk memindahkan benda berat dengan menggantungkan mereka dari

lengan yang menonjong. Namun tingkat kecelakaan kerja pada saat penggunaan tower crane

cukup tinggi. Pada tahun 2009 sebanyak 188 dengan korban meninggal sebanyak 78 jiwa.

Penyebab terjadinya kecelakaan pada pekerjaan tower crane antara lain yaitu karena angin

(23%), pada saat memanjat, pemasangan, dan pelepasan (31%), pada saat pengoperasian

(38%), dan tidak diketahui (8%).

Tujuan yang ingin dicapai, antara lain meningkatkan keselamatan kerja pekerja ketika

mengoperasikan tower crane sehingga angka kecelakaan kerja penggunaan tower crane dapat

berkurang. Tujuan yang lain adalah pengoptimalan kinerja tower crane dan peningkatan

fleksibilitas pemasangan dan pelepasan tower crane, dan yang terakhir yaitu meningkatkan

efisiensi penggunaan tower crane.

Tahap pelaksanaan program dimulai dengan pemodelan sistem. Kedua, perancangan

hardware yang merupakan proses perangkaian komponen-komponen yang diperlukan untuk

pembuatan prototipe. Ketiga, perancangan software. Perancangan software merupakan proses

membuat sistem kendali untuk tower crane. Keempat, pembuatan prototipe yang merupakan

proses penggabungan antara software dan hardware. Kelima, pengujian prototipe. Pengujian

prototipe dilakukan setelah seluruh rangkaian material yang dibutuhkan telah terangkai.

Keenam, perbaikan prototipe. Perbaikan prototipe dilakukan ketika hasil pengujian tidak

menunjukkan hasil yang sesuai dengan ekspektasi.

Program kreativitas mahasiswa ini menghasilkan beberapa hal yaitu terciptanya

sistem, desain, dan prototipe mengenai Wireless Tower Crane sebagai alternatif alat yang

memudahkan pekerjaan dan mengedepankan keselamatan kerja, serta artikel ilmiah yang di-

upload di SIM-LITABMAS.

Kata kunci: tower crane, wireless, remote control, dan prototipe

iv

KATA PENGANTAR

Kami panjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa bahwasannya pengusul

telah berhasil laporan akhir Program Kreativitas Mahasiswa yang berjudul WETON (Wireless Tower Crane): Solusi Pencegahan Kecelakaan Kerja dan Peningkatan Efisiensi

Penggunaan Tower Crane dengan Sistem Kendali Berbasis Remote Control. Tujuan khusus dari laporan akhir ini adalah peningkatan pengetahuan mengenai program yang diusulkan dan

pengembangan program ke depan.

Dengan terselesainya laporan akhir ini, pengusul mengucapkan terima kasih kepada. 1. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Kementrian Pendidikan Kebudayaan atas dana bantuan

yang telah diberikan.

2. Prof. Dr. Ing. Herman Sasongko selaku Wakil Rektor Bidang Akademik dan Kemahasiswaan ITS yang telah menyetujui kegiatan ini.

3. Prof. Ir. Budi Santosa, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Industri FTI ITS yang telah menyetujui kegiatan ini.

4. Yudha Prasetyawan, S.T, M.Eng selaku dosen pendamping yang telah memberikan bimbingan selama kegiatan PKM.

5. Dosen penalaran ITS, Kementrian Riset dan Teknologi BEM ITS 2013-2014, dan Himpunan Mahasiswa Teknik Industri yang telah memfasilitasi kegiatan PKM ini.

6. Pihak-pihak lain yang turut memberikan sumbangsih terhadap penyelesaian laporan akhir ini, baik dalam hal moral maupun materiil, tenaga, ide-ide, maupun pemikiran.

Pengusul berharap bahwa Program Kreativitas Mahasiswa ini dapat bermanfaat dan

berguna ke depannya. Pengusul juga menyadari bahwa program dan laporan akhir ini masih

jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, pengusul mengharapkan kritik dan saran yang

membangun demi perbaikan-perbaikan ke depan. Terima kasih.

Surabaya, Juli 2014

Pengusul

v

DAFTAR ISI

Halaman Judul ........................................................................................................... i

Halaman Pengesahan ................................................................................................. ii

Abstrak ...................................................................................................................... iii

Kata Pengantar ........................................................................................................... iv

Daftar Isi .................................................................................................................... v

I. Pendahuluan ........................................................................................................... 1

II. Tinjauan Pustaka ................................................................................................... 2

III. Metode Pelaksanaan ............................................................................................ 4

IV. Pelaksanaan Program .......................................................................................... 4

V. Hasil dan Pembahasan .......................................................................................... 6

VI. Kesimpulan dan Saran ......................................................................................... 6

VII. Daftar Pustaka .................................................................................................... 7

Lampiran

1

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Tower crane adalah salah satu alat yang sering dijumpai ketika pembangunan gedung-

gedung bertingkat dilaksanakan. Menurut kamus Oxford dalam Tam, 2011, sebuah tower

crane adalah mesin tinggi yang digunakan untuk memindahkan benda berat dengan

menggantungkan mereka dari lengan yang menonjol. Kecelakaan pada tower crane di dunia

pada tahun 2009 sebanyak 188 dengan korban meninggal sebanyak 78 jiwa. Pada tahun

2010, kecelakaan terjadi sebanyak 154 dengan korban meninggal sebanyak 113 jiwa.

Beberapa penyebab terjadinya kecelakaan pada pekerjaan tower crane, antara lain yaitu

angin (23%), pada saat memanjat, pemasangan, dan pelepasan (31%), pada saat

pengoperasian (38%), dan tidak diketahui (8%). Sebagian besar akibat dari kejadian ini

adalah kematian. Dari data tersebut, terlihat bahwa salah satu penyebab paling besar

kematian pada pekerja tower crane adalah pemanjatan, pemasangan, dan pelepasan.

Seharusnya, keselamatan kerja pekerja harus diutamakan.

Gambar 1. Statistik Penyebab Kecelakaan pada Tower Crane

(Sumber: www.towercranesupport.com)

Sejumlah perangkat keselamatan untuk pengoperasian tower crane telah

dikembangkan. namun masih belum cukup efektif untuk menurunkan angka kecelakaan.

Dalam upaya efisiensi penggunaan tower crane, telah ada teknologi mobile tower

crane, dimana pemasangannya secara portable dan terintegrasi dalam sebuah truk. Tower

crane ini dikendalikan dengan sistem remote control dan juga ruang kendali yang

menggunakan sistem lift. Namun, teknologi ini masih belum cukup efisien karena tower

crane masih dirancang dengan ketinggian tetap.

Oleh karena itu, diinisasi sebuah produk berbentuk prototipe dengan nama WETON.

WETON memodifikasi ruang kendali yang semula berada di ujung atas tower crane menjadi

berada di bawah tower crane, sehingga operator tidak perlu memanjat untuk sampai di

ujung atas tower crane. WETON merupakan konsep tower crane yang dipasangi kamera

sebagai pengganti visual dari manusia serta sistem kendali wireless yang berada di bawah,

sehingga dapat mengurangi risiko kecelakaan pada pekerja. Selain itu, WETON dibuat

dengan ketinggian yang fleksibel sesuai dengan tingkat ketinggian tertentu sesuai dengan

kebutuhan konstruksi.

I.2 Perumusan Masalah Permasalahan yang diselesaikan dengan adanya program ini adalah pengurangan risiko

cedera yang dialami operator tower crane ketika akan mengoperasikan tower crane dengan

ruang kendali berada di atas.

I.3 Tujuan Tujuan yang dicapai melalui program ini, antara lain.

a. Meningkatkan keselamatan kerja pekerja ketika mengoperasikan tower crane.

b. Mengoptimalkan kinerja tower crane.

c. Meningkatkan fleksibilitas pemasangan dan pelepasan tower crane.

2

d. Meningkatkan efisiensi penggunaan tower crane.

I.4 Luaran yang Dihasilkan Luaran yang dihasilkan oleh program kreativitas mahasiswa ini adalah terciptanya

sistem, desain, dan prototipe mengenai WETON sebagai alternatif alat yang

memudahkan pekerjaan dan mengedepankan keselamatan kerja, poster berjudul WETON

(Wireless Tower Crane) yang telah dipublikasikan pada tanggal 24 Mei 2014 dalam acara

Mega Industrial Engineering Gathering (Mega IE Gath) di Jurusan Teknik Industri ITS serta

artikel ilmiah yang diunggah di SIM-LITABMAS.

1.5 Kegunaan Kegiatan Manfaat program ini, antara lain.

a. Bagi Pengguna Penggunaan Wireless Tower Crane dapat mengurangi risiko kecelakaan yang mungkin

terjadi bagi operator. Selain itu, alat ini dapat mempermudah pengendalian oleh pengguna

serta dapat mengefesiensikan waktu yang biasanya digunakan untuk pemasangan tower

crane dengan mengerjakan bagian konstruksi yang lain.

b. Bagi Mahasiswa Pembuatan Wireless Tower Crane dapat meningkatkan wawasan dan kepekaan

mahasiswa terhadap kondisi lingkungan sekitar.

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Kesehatan dan Keselamatan dan Kerja Menurut OHSAS 18001 : 2007 dalam Ilma (2013), Kesehatan dan Keselamatan Kerja

(K3) adalah semua kondisi dan faktor yang dapat berdampak pada keselamatan dan

kesehatan kerja tenaga kerja maupun orang lain (kontraktor, pemasok, pengunjung dan tamu)

di tempat kerja.

Penyebab kecelakaan kerja dapat dibagi dalam beberapa kelompok, antara lain.

a. Kondisi berbahaya (unsafe condition), yaitu yang tidak aman dari:

peralatan / media elektronik, bahan dan lain-lain, lingkungan kerja, proses kerja, sifat pekerjaan, dan cara kerja.

b. Perbuatan berbahaya (unsafe act), yaitu perbuatan berbahaya dari manusia, yang dapat

disebabkan oleh:

kurangnya pengetahuan dan keterampilan pelaksana, cacat tubuh yang tidak kentara (bodily defect), keletihanan dan kelemahan daya tahan tubuh, dan sikap dan perilaku kerja yang tidak baik.

Selama ini, keselamatan dan kesehatan kerja banyak diabaikan oleh lembaga terkait

dengan alasan adanya biaya yang dikeluarkan terkait implementasi K3 tersebut. Akibatnya,

angka kecelakaan di Indonesia terus meningkat tiap tahun hal ini dapat terlihat pada

Gambar 2.

3

Gambar 2. Angka Kecelakaan di Indonesia Tahun 2006-2013

(Sumber: Jamsostek)

II.2 Perkembangan Konstruksi di Indonesia

Gambar 3. Nilai Konstruksi yang Diselesaikan di Indonesia Tahun 2004 - 2011

(Sumber: Badan Pusat Statistik Indonesia)

Gambar 3 menjelaskan tentang nilai konstruksi yang diselesaikan di Indonesia, dari

tabel tersebut dapat diketahui bahwa dari tahun ke tahun jumlah konstruksi yang diselesaikan

semakin meningkat, hal ini mengindikasikan bahwa kebutuhan terhadap tower crane tiap

tahun semakin meningkat pula.

II.3 Sistem Kendali Berbasis Remote Control Sistem remote control dibuat untuk memudahkan pekerjaan manusia dengan

meminimalkan risiko yang ada. Di dalam remote control, diselipkan IC atmega 16 bit

sebagai sistem memori dan receiver sinyal pada tower crane. Remote control ini diadaptasi

dari remote control helikopter yang di-switch sesuai keinginan pengguna yang ingin

menggerakkan kamera secara horizontal ataupun tower crane.

Gambar 4. Remote Control

(Sumber: www.aliexpress.com)

4

II.4 Kamera

WETON akan menggunakan kamera dengan perputaran 180 derajat, sehingga operator

tower crane dapat melihat kondisi dari dalam crane dengan lebih leluasa dari bawah dan

mengendalikan tower crane dengan baik.

Gambar 5. Kamera dengan perputaran 180o (Sumber: www.platinum-cctv.com)

III. METODE PENDEKATAN

Metode pelaksanaan program dilaksanakan melalui tahap-tahap yang digambarkan

dengan diagram alir berikut.

mulai

Permodelan sistem

Perancangan hardware

Perancangan software

Perancangan prototipe

Pengujian prortotipePrototipe

berjalan dengan baik ?

Perbaikan prototipe

selesai

tidak

ya

Gambar 6. Diagram Alir Metode Pelaksanaan

5

Tahap pelaksanaan program dimulai dengan pemodelan sistem. Pemodelan sistem

yang dibuat mecakup aspek input, proses, dan output. Kedua, perancangan hardware.

Perancangan hardware merupakan proses perangkaian komponen-komponen yang

diperlukan untuk pembuatan prototipe. Ketiga, perancangan software. Perancangan

software merupakan proses membuat sistem kendali untuk tower crane. Keempat,

pembuatan prototipe. Pembuatan prototipe merupakan proses penggabungan antara software

dan hardware. Kelima, pengujian prototipe. Pengujian prototipe dilakukan setelah seluruh

rangkaian material yang dibutuhkan telah terangkai. Keenam, perbaikan prototipe.

Perbaikan prototipe dilakukan ketika hasil pengujian tidak menunjukkan hasil yang sesuai

dengan ekspektasi.

IV. PELAKSANAAN PROGRAM

IV.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Berikut adalah tabulasi pelaksanaan program. Tabel 1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan Program

No Tanggal Kegiatan Lokasi

1 4 Maret 2014 Pembuatan downloader Teknik Elektro

2 05 April 2014 Survei bahan AJBS

3 07 April 2014 Pembuatan minimum system dan power

supply Teknik Elektro

4 Maret - Mei

2014 Pembuatan program penggerak tower crane Teknik Elektro

5 10 Juni 2014 Konsultasi pembuatan kerangka Perpustakaan ITS

6 11-14 Juni

2014 Mendesain kerangka dan ukurannya Teknik Industri

7 11 Juni 2014 Pembelian tab untuk remote control WTC Surabaya

8 11 Juni 2014 Browsing tab untuk remote control via Internet

9 19 Juni 2014 Pembelian tab untuk remote control WTC Surabaya

10 22 Juni 2014 Survei tempat pembuatan kerangka Pasar Turi

11 22 Juni 2014 Membeli komponen Surabaya

12 16 Juli 2014 Survei tempat pembuatan kerangka Sepanjang, Sidoarjo

13 17 Juli 2014 Konsultasi pembuatan kerangka Teknik Industri

IV.2 Tahapan Pelaksanaan

Berikut adalah tabulasi tahapan pelaksanaan program. Tabel 2. Jadwal Aktual Pelaksanaan Program

No Jenis Kegiatan Bulan I Bulan II Bulan III

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi literatur

2 Perancangan hardware

3 Perancangan software

4 Pembuatan kerangka

5 Integrasi kerangka, hardware, dengan software

6 Pengujian prototipe

7 Perbaikan prototipe

6

Tabel 3. Jadwal Aktual Pelaksanaan Program (Lanjutan)

No Jenis Kegiatan Bulan IV Bulan V Bulan VI Bulan VII

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi literatur

2 Perancangan hardware

3 Perancangan software

4 Pembuatan kerangka

5 Integrasi kerangka, hardware,

dengan software

6 Pengujian prototipe

7 Perbaikan prototipe

IV.3 Instrumen Pelaksanaan

Intrumen pembuatan prototipe adalah laptop dengan spesifikasi yang sudah

mendukung program dan software penggerak tower crane serta peralatan dalam membuat

rangkaian dan pembuatan mekanik tower crane.

IV.4 Rekapitulasi Rancangan dan Realisasi Biaya

Berikut adalah rekapitulasi rancangan dan realisasi biaya. Tabel 4. Rekapitulasi Pemasukan

Tabel 5. Rekapitulasi Pengeluaran

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari observasi yang dilakukan terhadap WETON, diketahui bahwa untuk

mendapatkan tower crane yang aman untuk pekerja dengan pengoperasian jarak jauh,

digunakan sistem kontrol jenis wireless yang membutuhkan alogaritma pemrograman

tertentu. Pemrograman yang dibuat meliputi sistem naik turun crane, sistem putaran crane,

dan koneksi crane ke alat kontrol, yang dalam hal ini alat kontrol yang digunakan berupa

tablet yang telah diberikan masukan hasil pemrograman tersebut.

Prototipe WETON memiliki dimensi kurang lebih 1 m3

dengan beban maksimum yang

dapat terangkat sebesar 10 kilogram. Jib atau yang biasa disebut lengan crane memiliki

panjang sebesar 1 meter dan mast atau tiang crane dengan tinggi 1 meter. Tiang crane dibuat

dengan ketinggian yang fleksibel, sehingga tinggi maksimal yang dapat digunakan adalah 1,3

7

meter. Pada ketinggian 1,3 meter, prototipe WETON masih dalam keadaan seimbang.

Selain itu, prototipe WETON menggunakan empat motor sebagai penggerak. Motor

pertama diletakkan di dekat trolley untuk menggerakkan trolley secara horizontal. Motor

kedua digunakan untuk mengatur ketinggian prototipe WETON. Motor ketiga dan keempat

berada di perpotongan antara jib dan mast yang digunakan sebagai penggerak jib yang

memiliki gerakan putar.

Pengujian terhadap program dilakukan untuk mengetahui apakah program mengalami

gangguan atau error, dari pengujian tersebut diketahui tidak terdapat gangguan, sehingga

dapat dinyatakan bahwa program tersebut siap diaplikasikan ke WETON yang berupa

prototipe dengan skala 1:10 terhadap tower crane konvensional yang telah ada. Program yang

dibuat dikonversi menjadi perangkat lunak yang memiliki fungsi kontrol terhadap WETON.

Perangkat lunak tersebut dibuat semudah mungkin agar operator mampu memahami

penggunaannya.

Algoritma atau bahasa pemrograman dan sistem kontrol merupakan hal penting dalam

WETON karena menentukan tingkat keberhasilan dan keamanan dari WETON tersebut.

Seperti yang telah diketahui sebelumnya, WETON merupakan solusi untuk mengurangi

risiko kecelakaan kerja saat pengoperasian tower crane dengan cara meminimalisir atau

bahkan menghilangkan jumlah pekerja yang berada di dekat tower crane saat tower crane

tersebut dioperasikan menggunakan sistem kontrol berbasis remote control, sehingga

memungkinkan tower crane dioperasikan dari jarak yang cukup aman.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1 Kesimpulan

WETON merupakan konsep tower crane yang dipasangi kamera sebagai pengganti

visual manusia serta sistem kendali wireless yang berada di bawah, sehingga dapat

mengurangi risiko kecelakaan pada pekerja. WETON memiliki beberapa keunggulan, seperti:

a) mudahnya pengendalian tower crane, b) peningkatan efisiensi waktu untuk pemasangan dan penurunan tower crane, dan c) berkurangnya risiko kecelakaan kerja (jika prototipe dikondisikan dalam kondisi riil tower

crane).

VI.2 Saran

Saran-saran terhadap pelaksanaan program ini, antara lain.

1) Peningkatan manajemen tim pelaksana, peningkatan tertib administrasi, dan peningkatan kemampuan PDCA (plan, do, check, dan action) guna meningkatkan keberhasilan

pelaksanaan program.

2) Program ini dapat dikembangkan lebih jauh dengan menambahkan sensor di sekitar tower crane untuk mendeteksi keberadaan benda asing (mesin, pekerja, dan lain sebagainya)

guna menghindari kecelakaan kerja yang lebih jauh lagi.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Jurnal

Neitzel, Richard L., Neixas, Noah S., dan Ren, Kyle K. 2001, A Review of Crane Safety in the Construction Industry, Volume 16 (12), Halaman 1106-1117

Tam,Vivian W.Y. dan Fung, Ivan W.H. 2011, Tower crane safety in the construction industry: A Hong Kong study, Safety Science, Volume 49, Issue 2, Februari 2011, Halaman 208-215

Website

Aliexpress 2013, diakses pada 18 Oktober 2013,

Badan Pusat Statistik Indonesia 2012, Jakarta, diakses pada 18 Oktober 2013,

8

Home and Business Security Camera 2009, diakses pada 18 Oktober 2013,

Ilma, Habbie Adzim 2013, Ahli K3 Umum, diakses pada 18 Oktober 2013,

Jamsostek 2012, diakses pada 18 Oktober 2013,

Tower Crane Support, diakses pada 10 Oktober 2013, .

LAMPIRAN

Realisasi Biaya

2

Dokumentasi

Minimum System

Desain Prototipe (1)

Desain Prototipe (2)

Desain Prototipe (3)

Poster Wireless Tower Crane dalam

Mega IE Gathering Jurusan Teknik

Industri ITS