DESAIN ALAT TANAM BENIH LANGSUNG TIPE DRUM UNTUK BENIH PADI YANG DIPELETKAN YAHYA AL MAHDI

DESAIN ALAT TANAM BENIH LANGSUNG TIPE DRUM UNTUK BENIH PADI YANG DIPELETKAN

YAHYA AL MAHDI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Reaksi Tanah Sawah dan Lumpur terhadap Penekanan Plat adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Yahya Al Mahdi NIM F14100096

ABSTRAK YAHYA AL MAHDI, Desain Alat Tanam Benih Langsung Tipe Drum Untuk Benih Padi Yang Dipeletkan, Dibimbing oleh WAWAN HERMAWAN. Penanaman padi langsung bisa menghemat waktu dan uang dalam penanaman. Baru-baru ini, benih padi dilapisi dengan nutrisi dan protektan dalam bentuk pelet, untuk perkecambahan yang lebih baik dan produktivitas yang lebih tinggi. Untuk menabur pelet di sawah, diperlukan perancang dan pengembangan alat tanam benih langsung. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan desain yang optimal dari alat tanam langsung untuk benih padi pellet. Proses desain mekanik yang digunakan untuk penelitian ini, termasuk: 1) identifikasi masalah, 2) desain konseptual, 3) analisis desain, 4) penyusunan, dan 5) evaluasi desain. Dalam perancangan, jenis drum alat tanam telah dimodifikasi untuk mendapatkan ukuran drum yang optimal, diameter keluaran beniht, jarak tanam, dan desain roda yang tepat. Kriteria desain adalah: 1) jarak tanam pelet 20 cm, 2) dapat menempatkan pelet di kedalaman 2,5 cm, dan 3) dapat ditarik oleh kekuatan manusia. Berdasarkan hasil desain, prototipe alat tanam itu dirancang dan diuji dalam menabur pelet di sawah. Hasil uji kapasitas lapang efektif alat tanam benih (menggunakan plat ski) adalah 0,08 ha/jam dan efisiensi lapangan adalah 49.54%, kapasitas lapangan efektif dan efisiensi lapangan alat tanam tanpa plat ski adalah 0.12 ha/jam dan 49.37%. jarak tanam rata-rata atabela dengan menggunakan plat ski sebesar 25.6 cm sedangkan jarak tanam rata-rata atabela tanpa plat ski sebesar 24.9 cm. Kata kunci: alat tanam benih langsung, benih padi, pellet, desain, uji kinerja

ABSTRACT YAHYA AL MAHDI, Design of Drum Type Direct Seeder for Pelleted Rice Seed, Supervised by WAWAN HERMAWAN Direct sowing of rice could save both time and money for planting. Recently, the rice seeds is coated with nutrients and protection agent in the form of pellets, for a better germination and a higher productivity. For sowing the pellets in the paddy fields, it is needed to design and develop a direct seeder. This research objective was to get an optimum design of a direct seeder for pelleted rice seeds. The standard mechanical design process employed for this research, including: 1) problem identification, 2) conceptual design, 3) design analysis, 4) drafting, and 5) design evaluation. In designing process, a drum type manual seeder was modified to get the optimum drum size, seed outlet diameter, drum spacing, and proper wheel design. The design criteria were: 1) can drill the pellets in 20 cm spacing, 2) can put the pellets in 2.5 cm depth, and 3) can be drawn by a man power. Based on the design result, a prototype of the seeder was constructed and tested in sowing the pellets on a paddy field. Test results showed that effective field capacity of the seeder (using ski plate) was 0.08 ha/hour and the field efficiency was 49.54%, the effective field capacity and field efficiency of the seeder (without ski plate) was 0.12 ha/hour and 49.37%. Average seed placement spacing (using ski plate) was 25.6 cm, while average seed placement spacing (without ski plate) was 24.9 cm. Keywords: direct seeder, rice seeds, pellets, design, performance test

DESAIN ALAT TANAM BENIH LANGSUNG TIPE DRUM UNTUK BENIH PADI YANG DIPELETKAN

YAHYA AL MAHDI

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Judul Skripsi : Desain Alat Tanam Benih Langsung Tipe Drum untuk Benih Padi yang Dipeletkan Nama :Yahya Al Mahdi NIM :F14100096

Disetujui oleh

Dr Ir Wawan Hermawan, MS Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penelitian dan skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo untuk pengambilan data serta Laboratorium Mekatronika dan Robotika sejak bulan Desember 2014 sampai April 2014 ini berjudul Desain Alat Tanam Benih Langsung Tipe Drum untuk Benih Padi yang Dipeletkan. Penulis ingin menyampaikan terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS selaku dosen pembimbing serta Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang, MS dan Dr. Ir Mohammad Solahudin, MS selaku dosen penguji skripsi yang telah memberikan dukungan serta arahan dan bimbingan selama penelitian dan pembuatan skripsi. Di samping itu, terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Wana, Bapak Darma, Bapak Udin, dan Mas Firman dari Laboratorium Siswadhi Soepardjo, Adhika Rozi Ahmad, Elgy Muhammad Rizkia, Mohammad Ikhsan, Rizky Ramadhani, Santosa Adi Nugraha, dari TMB 47 serta Pijar, Iwan Suwandi, dan Rusnadi dari TEP 46 yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Sri Sulastri, Kakak Al Husain Al Habib, Kakak Zainal Abidin, Adik Muhammad Ilyas, Adik Hanna Imtihana, Pakde Narjo serta seluruh keluarga, atas semua bantuan saran, doa, bantuan, dan kasih sayangnya. Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi pertanian.

Bogor, September 2014 Yahya Al Mahdi

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Benih Padi yang Dilapisi

2

Jajar Legowo

2

Alat Tanam Benih Langsung

3

Kondisi Tanah Sawah

4

Antropometri

5

METODE

5

Tempat dan Waktu Penelitian

5

Alat dan Bahan

6

Jadwal Penelitian

6

Tahapan Desain

6

ANALISIS DESAIN

7

Kriteria Perancangan

7

Rancangan Fungsional

8

Analisis Teknik Rancangan Struktural

8

Konsep Desain

17

Metode Pengujian Kinerja

18

HASIL DAN PEMBAHASAN

20

Kinerja Fungsional

20

Kinerja Penanaman

20

SIMPULAN DAN SARAN

24

Simpulan

24

Saran

24

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

27

DAFTAR TABEL 1. Rancangan fungsional 2. Penentuan diameter roda 3. Jumlah sirip yang dibutuhkan berdasarkan kondisi lahan yang akan diolah 4. Jumlah jari-jari berdasarkan ukuran roda (Phongsupasamit 1988) 5. Penentuan diameter tengah drum 6. Penentuan diameter luar drum 7. Analisis berat komponen mesin

8 9 9 9 10 11 14

DAFTAR GAMBAR 1. Sistem tanam legowo 4:1

2. Alat tanam benih langsung yang telah ada 3. Desain roda alat tanam 4. Desain drum benih 5. Skema analisis desain roda, drum, dan plat ski 6. Desain dimensi drum 7. Prototipe drum 8. Desain plat ski alat tanam 9. Desain lengan penarik alat tanam 10. Posisi komponen atabela 11. Sketsa pipa lengan penarik 12. Posisi dan arah gaya pada rangka 13. Sketsa posisi mansia menarik atabela 14. Gambar teknik alat tanam benih langsung 15. Pola penanaman dalam pengujian kinerja 16. Lahan sawah hasil pengujian fungsional 17. Pengukuran Indeks pelumpuran 18. Pengukuran indeks kelunakan 19. Pengujian kinerja atabela di lahan sawah 20. Sketsa posisi roda yang diinginkan dan di lapangan 21. Pengukuran beban tarik

3 4 9 10 11 11 12 12 13 14 18 18 18 18 18 20 21 21 22 23 24

DAFTAR LAMPIRAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Diagram Alir Penelitian Jadwal Kegiatan Penelitian Penentuan Diameter metering device Tabel data antropometri posisi berdiri operator di Indonesia Data Pengukuran Indeks Pelumpuran (IP) Data Pengukuran Indeks Kelunakan (IK) Data Perhitungan Indeks Keseragaman Tanah Hasil Pelumpuran (IS) Data Pengukuran Waktu Penanaman Benih Data Kecepatan Maju Penanaman Benih Atabela dengan Plat Ski

27 28 29 30 31 32 33 34 35

10. Data Kecepatan Maju Penanaman Atabela Tanpa Plat Ski 11. Data Pengukuran Kemacetan Roda Dengan Plat Ski 12. Data Pengukuran Kemacetan Roda Tanpa Plat Ski 13. Data Perhitungan Kapasitas Kerja Penanaman Benih 14. Data Pengukuran Jarak Tanam 15. Data Pengujian Beban Tarik Dengan Plat Ski 16. Data Pengujian Beban Tarik Tanpa Plat Ski 17. Gambar teknik atabela

36 37 38 39 40 41 42 43

1

1

PENDAHULUAN Latar Belakang Produksi beras nasional saat ini cenderung tergolong rendah, hal ini disebabkan karena alih fungsi lahan-lahan sawah di jawa sehingga produktivitas lahan menurun. Menurut menteri pertanian Indonesia (Antaranews 2013) bahwa masyarakat Indonesia tercatat sebagai konsumen beras tertinggi di dunia, yakni mencapai 30 kg per kapita per tahun. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu dilakukan peningkatan intensitas tanam dan penggunaan tenaga mekanis. Untuk menghasilkan pertumbuhan tanaman padi yang optimal, sebelum disebar sebaiknya benih diberi perlakuan khusus (seed treatment), sebagai usaha imunisasi terhadap serangan hama dan penyakit dan merangsang pertumbuhan akar. Dengan cara ini pertumbuhan akar lebih cepat sehingga mampu bersaing dengan gulma untuk memperebutkan unsur hara. Saat ini telah dikembangkan benih padi yang berbentuk pelet, dimana benih pelet ini memiliki banyak kelebihan, diantaranya tahan terhadap serangan hama penyakti karena telah dilapisi oleh seed coating. Usaha budidaya padi konvensional banyak menyerap tenaga kerja mulai dari kegiatan pengolahan tanah, penanaman dan pemanenan. Sementara ketersediaan tenaga kerja atau buruh tani mulai berkurang karena banyak generasi muda enggan untuk terjun ke pertanian. Selama ini tenaga kerja khususnya yang berperan dalam kegiatan tanam dilakukan oleh kaum perempuan yang sudah tua. Di masa mendatang diperkirakan akan semakin sulit mencari tenaga kerja untuk tanam padi, dan biasanya masa tanam yang bersamaan sehingga pada masa itu terjadi peningkatan permintaan tenaga kerja. Dilain pihak ketersediaanya terbatas. Oleh karena itu, sangat perlu dicari cara lain dalam usaha budidaya padi yang dapat menghemat penggunaan tenaga kerja (Anonim 2013). Penanam benih padi secara langsung (tabela) merupakan salah satu solusi, dimana penanaman benih padi dilakukan tanpa melalui proses penyemaian terlebih dahulu. Cara ini terbukti menghemat waktu dan biaya penanaman. Penanamannya menggunakan sebuah alat tanam benih padi secara langsung (atabela) yang saat ini mulai banyak digunakan di Indonesia (Harjono 2008). Atabela di Indonesia yang banyak dikembangkan adalah yang tipe drum yang ditarik manusia. Namun ada juga yang bermotor seperti yang dikembangkan oleh Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian (BBP Mektan). Akan tetapi alat yang dikembangkan BBP Mektan masih memiliki permasalahan, yaitu posisi operator yang berada di belakang alat, sehingga operator harus menghindari benih yang telah ditanam. Atabela yang ada saat ini hanya bisa untuk menanam benih padi dalam bentuk gabah, belum mampu menanam benih padi yang berbentuk pelet. Selanjutnya juga alat belum disesuaikan dengan sistem penanam “legowo”, dimana padi sawah ditanam dengan pola beberapa barisan tanaman yang kemudian diselingi satu barisan kosong. Oleh karena itu, perlu didesain sebuah alat penanam benih langsung untuk benih padi dalam bentuk pelet.

2 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mendapatkan alat penanam benih dalam bentuk pelet secara langsung pada sistem penanaman legowo 4-1 dan mendapatkan data kinerja alat pada penanaman benih padi.

TINJAUAN PUSTAKA Benih Padi yang Dilapisi (Seed Coating) Pelet padi adalah melapisi benih padi menggunakan perekat dengan bahan kimia bioaktif untuk memastikan benih terjaga dengan baik dan meningkatkan ukuran untuk mempermudah dalam penanganan. Padi yang dilapisi dengan nutrisi dan protektan tanaman dapat meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan bibit padi sehingga nilai fisiologi mutu benih akan bertambah. Hal tersebut dikarenakan bibit padi terhindar dari berbagai hama dan penyakit pada tanaman (Anonim 2008). Pelet padi ini memiliki ukuran seperti kelereng dengan diameter pelet sebesar 1 cm. Dengan bentuk yang lebih besar dan bulat maka penjatuhan benih dengan menggunakan alat tanam lebih mudah, sehingga memudahkan dalam pengontrolan. Karena padi yang berbentuk pellet maka pengeluaran dapat diatur dengan baik (mengurangi terjadinya pengeluaran lebih dari satu maupun tersangkut), sehingga hasil tanam yang terjadi sesuai dengan yang diinginkan (Anonim 2008). Jajar Legowo Prinsip dari sistem tanam jajar legowo adalah meningkatkan populasi tanaman dengan mengatur jarak tanam sehingga pertanaman akan memiliki barisan tanaman yang diselingi oleh barisan kosong dimana jarak tanam pada barisan pinggir setengah kali jarak tanam antar barisan. Sistem tanam jajar legowo merupakan salah satu rekomendasi yang terdapat dalam paket anjuran Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT) (Anonim 2012). Jajar legowo (4 : 1) adalah cara tanam padi dimana setiap empat baris tanaman diselingi oleh satu barisan kosong yang memiliki jarak dua kali dari jarak tanaman antar barisan. Dengan sistem legowo seperti ini maka setiap baris tanaman ke-1 dan ke-4 akan termodifikasi menjadi tanaman pinggir yang diharapkan dapat diperoleh hasil tinggi dari adanya efek tanaman pinggir. Prinsip penambahan jumlah populasi tanaman dilakukan dengan cara menanam pada setiap barisan pinggir (baris ke-1 dan ke-4) dengan jarak tanam setengah dari jarak tanam antar barisan (Anonim 2012). Dengan demikian jarak tanam pada sistem jajar legowo (4 : 1) adalah 20 cm (antar barisan dan pada barisan tengah) X 10 cm (barisan pinggir) X 40 cm (barisan kosong) yang lebih jelasnya dapat dilihat melalui Gambar 1.

3 20

20

20

40

20

1

2

3

4

5

6

7

8

Gambar 1 Sistem tanam legowo 4:1 Alat Tanam Benih Langsung Atabela adalah singkatan dari alat tanam benih padi secara langsung, dimana benih padi langsung disebar di lahan budidaya tanpa melalui proses penyemaian terlebih dahulu. Cara ini berbeda dengan budidaya padi sistem pindah tanam atau transplanting, dalam hal pembibitannya. Dalam sistem pindah tanam, benih padi disemaikan terlebih dahulu di lahan yang terpisah dengan lahan budidaya. Dengan demikian, dibutuhkan tenaga untuk persiapan lahan semai, penyebaran benih, pencabutan bibit yang sudah siap tanam (dalam Bahasa Jawa: ngarit), dan tenaga tanam. Ditambah lagi tenaga transportasi untuk memindah bibit dari lokasi penyemaian menuju ke lokasi budidaya, karena seringkali lahannya berjauhan. Akan tetapi, dengan atabela maka tenaga untuk melakukan kegiatan-kegiatan tersebut tidak ada. Jadi dengan atabela dapat mengurangi penggunaan tenaga kerja yang tentunya dapat mengurangi biaya produksi jika menggunakan tenaga kerja upahan atau buruh tani (Anonim 2013). Atabela sudah banyak dikembangkan di Indonesia, baik yang bertenaga manusia maupun dengan penambahan motor sebagai penggerak (umumnya diaplikasikan pada traktor roda dua). Atabela dengan penggerak manusia di Indonesia sudah banyak digunakan. Diantaranya alat tanam benih langsung tipe drum (drum seeder) seperti yang diterapkan di lahan pasang surut Delta Telang I Kabupaten Banyuasin. Prinsip kerjanya sangat sederhana, benih dimasukkan ke tabung-tabung (tempat benih berbentuk drum) yang dapat memuat 2 kg benih. Pada saat alat ditarik, benih akan keluar melalui lubang yang ada dibagian kanan dan kiri drum. Tiap drum mempunyai dua macam ukuran lubang, yaitu rapat dan renggang. Untuk model IRRI drum seeder mempunyai 6 buah drum, masingmasing drum untuk 2 baris tanaman. Kapasitas kerja alat 8 jam/ha dengan seorang operator dan satu pembantu, serta kebutuhan benih 35-40 kg/ha

4

Gambar 2 Alat tanam benih langsung yang telah ada (Sumber : Harjono 2008) Prototipe atabela yang ditarik traktor roda dua pernah direkayasa di Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian (BBP Mektan) dan telah diuji lapang. Alat ini mempunyai sepesifikasi 5 baris tanam dengan lebar alur 25 cm, dan menunjukan kapasitas kerja 3.73 jam/ha. Penjatuhan benih sebanyak 24 kg/ha, dengan kedalaman 1-2 cm. Namun karena bobot alat yang relatif berat (55 kg) maka mobilitas alat tersebut di lahan sawah agak terganggu terutama pada saat membelok (Harjono dan Purwanta 1998). Kemudian dilakukan modifikasi dengan mengurang jumlah baris tanamnya menjadi 4 baris, akan tetapi alat atau mesin ini masih menggunakan traktor roda dua. Dari modifikasi ini dihasilkan peningkatan kapasitas kerja yaitu menjadi 4.29 jam/ha serta peningkatan keluaran benih yaitu menjadi 25.49 kg/ha. Kondisi Tanah Sawah Kadar air tanah ialah perbandingan antara berat air dengan berat tanah. Bulk density tanah merupakan perbandingan antara massa tanah seluruhnya dengan volume tanah total (Wesley 1973). Kadar air tanah dinyatakan dalam basis basah (bb) dan basis kering (bk). Setiap kenaikan kadar air sebesar 1 % maka tahanan tarik akan menurun sebesar 10 %. Semakin kecil nilai bulk density maka tingkat kegemburannya akan semakin besar. Bulk density yang terlalu tinggi akan menghambat penetrasi akar, perkembangbiakkan tanaman, dan drainase. Porositas adalah proporsi ruang pori (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yang ditempati oleh air dan udara (Plaster 1992). Porositas dapat ditentukan dari bulk density (ρd) dan densitas partikel (Dp). Jika tidak ada ruang pori, maka bulk density akan sama dengan densitas partikel dan memiliki nilai rasio sama dengan satu. Semakin banyak ruang pori, maka semakin kecil bulk density (Plaster 1992). Tahanan penetrasi tanah ialah sebuah parameter gabungan yang menggambarkan beberapa sifat tanah yang berlainan, tetapi secara umum dapat mencerminkan kekuatan tanah (Astika 1988). Untuk mengukur tahanan penetrasi, digunakan sebuah alat sederhana yang disebut penetrometer yang ditekan ke dalam tanah dan gaya yang terjadi diamati dalam hubungannya dengan kedalaman penetrasi. Tahanan tanah terhadap penetrasi sebuah alat pasak ialah indeks gabungan dari kepadatan tanah, kadar air, tekstur, dan tipe mineral liat. Tahanan penetrasi adalah suatu indeks kekuatan tanah pada suatu kondisi pengukuran. Kepadatan

5 tanah, kadar air tanah, tekstur, dan mineral liat merupakan indeks kekuatan tanah. Tahanan penetrasi akan meningkat jika kadar air dan kedalamannya menurun (Baver et al. 1978). Antropometri Antropometri menurut Stevenson (1989) dan Nurmiarto (1991) adalah satu kumpulan data numeric yang berhubungan dengan karakteristik fisik tubuh manusia seperti ukuran, bentuk, dan kekuatan serta penerapan dari data tersebut untuk penanganan masalah desain. Penerapan data antropometri ini akan dapat dilakukan jika tersedia nilai mean (rata-rata) dan SD (standar deviasi) dari suatu distribusi normal. Untuk mendapatkan suatu perancangan yang optimum dari suatu ruang dan fasilitas akomodasi, maka hal-hal yang harus diperhatikan adalah faktor-faktor seperti panjang dari suatu dimensi tubuh baik dalam posisi statis maupun dinamis. Menurut Nurmianto (2004), manusia pada umumnya akan berbeda-beda dalam hal bentuk dan dimensi ukuran tubuhnya. Ukuran tubuh sangat diperlukan dalam pembuatan tata letak dalam suatu ruang kerja, termasuk penyebaran posisi kerja yang baik, sehingga dapat jarak tubuh, tinggi duduk tegak, tinggi duduk normal, tinggi lutut, tinggi siku, tebal paha, jarak lutut sampai paha atas, jarak paha atas sampai ke betis, lebar siku, lebar duduk, dan berat badan (Sanders 1987). Adapun distribusi normal ditandai dengan adanya nilai mean (rata-rata) dan SD (standar deviasi). Sedangkan persentil adalah suatu nilai yang menyatakan bahwa persentase tertentu dari sekelompok orang yang dimensinya sama dengan atau lebih rendah dari nilai tersebut (Nurmianto 2004). Secara umum data antropometri yang diterapkan untuk hal-hal yang khusus, cukup diambil dari persentil ke-5, ke-50, ke-95, atau antara persentil ke-5 sampai persentil ke-95. Persentil ke-100 hanya diterapkan pada rancangan yang digunakan oleh semua orang, contoh perlengkapan di rumah-rumah sakit. Untuk alat yang dapat diatur sesuai dengan operatornya, misalnya posisi tempat duduk, posisi pegangan kendali, desain sebaiknya dirancang agar dapat memenuhi selang persentil ke-5 sampai ke-95 (Zander 1972).

METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini meliputi kegiatan identifikasi kebutuhan hingga proses pembuatan model 3 dimensi dan simulasi dari mesin yang dirancang, selanjutnya dilakukan pembuatan prototipe mesin, dan pengujian kinerja mesin. Diagram alir penelitian disajikan pada Lampiran 1. Kegiatan identifikasi kebutuhan dan pengambilan data penelitian di lapangan akan dilaksanakan pada Januari 2014 hingga Februari 2014. Proses perancangan konsep desain dilakukan pada Maret 2014 hingga April 2014 di Bagian Teknik Mesin dan Otomasi (TMO) Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor (IPB). Sedangkan pembuatan protipe

6 dilakukan di bengkel Daud Teknik Cibeureum, Adapun pengujian kinerja alat dilakukan di Kebun Percobaan Leuwikopo. Alat dan Bahan Bahan yang digunakan untuk konstruksi alat tanam adalah stainless steel untuk konstruksi drum serta plat ski, besi pejal untuk konstruksi poros as roda, plat besi untuk konstruksi roda, besi pipa untuk konstruksi rangka penarik, serta bearing untuk memutar poros roda. Bahan yang digunakan untuk pengujian kinerja alat tanam adalah benih padi yang telah dipeletkan sebagai komoditas yang akan ditanam. Adapun peralatan yang digunakan untuk pengujian kinerja adalah meteran sebagai alat pengukur jarak (meteran), neraca pegas untuk mengukur gaya tarik alat tanam, timbangan digital untuk mengukur berat rata-rata benih padi yang dipeletkan, serta stopwatch untuk mengetahui waktu kerja. Pembuatan konsep desain dan evaluasi desain (untuk menganalisis stress dan strain dari konsep desain yang telah dibuat serta untuk proses simulasi gerakan operasi dari model alat) akan menggunakan software “SolidWorks Premium 2012”. Peralatan yang yang digunakan adalah alat tulis, mesin hitung, seperangkat komputer (software “Microsoft Excel 2010”) dan mesin cetak (printer). Jadwal Penelitian Penelitian dilakukan selama 4 bulan yaitu dari Januari–April 2014. Susunan jadwal kegiatan penelitian disajikan dalam Lampiran 2. Tahapan Desain Penelitian ini merupakan suatu rangkaian penelitian yang mencakup tahapan konseptualisasi desain, pembuatan prototipe hingga pengujian kinerja. Penelitian dilakukan untuk pembuatan konsep disain dari alat tanam benih langsung ini. Berikut ini merupakan penjelasan lebih rinci menganai tahapan-tahapan penelitian yang akan dilakukan: Identifikasi Masalah Pada tahap ini didentifikasi kondisi lahan sawah, karakteristik benih padi dalam bentuk pellet, cara penanaman benih padi secara manual, konstruksi beberapa jenis alat penanam benih padi, serta beberapa mekanisme untuk pengaturan penjatahan benih. Selain itu akan dipelajari juga kebutuhan calon pengguna atabela, dan permasalahan yang dihadapi dalam penggunaan atabela sebelumnya. Perumusan dan Penyempurnaan Konsep Desain Pada tahap ini dibuat beberapa konsep alternatif dari penanam benih tipe drum. Konsep yang akan dibuat disesuaikan dengan spesifikasi yang memenuhi kebutuhan dan kondisi penanamannya. Data hasil pengamatan dan pengukuran di lapangan akan dianalisis untuk menentukan besarnya gaya mekanis dan beban kerja mekanis yang dibutuhkan

7 dalam kegiatan penanaman benih padi yang dipeletkan di sawah. Analisis teknik dan perhitungan rancangan dilakukan untuk menentukan secara akurat dari bentuk, ukuran, bahan, dan cara pembuatan alat yang akan dirancang. Uji Optimasi Konsep Desain Pada tahap ini dilakukan proses seleksi dari beberapa desain konsep rancangan mesin yang telah dimodelkan dalam CAD. Kriteria seleksi lebih ditekankan kepada unjuk kerja rancangan mesin yang akan dibuat dan kesesuaian konsep desain terhadap spesifikasi desain dan kondisi penanaman benih padi yang dipeletkan. Beberapa parameter yang digunakan sebagai kriteria seleksi desain adalah akurasi penanaman benih, kemudahan operasi, kemudahan pembuatan, biaya pembuatan, kelincahan gerak dan kesesuaian mekanisme. Parameter tersebut akan digunakan sebagai kriterian untuk proses go/no-go screening dari konsep desain yang akan dirancang. Pembuatan Model 3 Dimensi (3D) Pada tahap ini dilakukan proses pemodelan konsep desain yang terbaik ke dalam bentuk gambar 3D menggunakan software “SolidWorks Premium 2012”. Hasil dari pemodelan ini sebagai bentuk visualisasi rancangan struktural dari mesin yang akan dibuat. Pembuatan Prototipe Hasil rancangan atabela selanjutnya dibuatkan dalam bentuk prototipe atabela, di bengkel konstruksi. Prototipe ini harus dipastikan dapat diuji pada penanaman benih padi di sawah.

ANALISIS DESAIN Kriteria Perancangan Alat tanam benih langsung ini merupakan modifikasi dari atabela yang telah dirancang sebelumnya. Pengembangan atabela bertujuan untuk menggantikan benih padi tanpa coating menjadi benih padi yang dipeletkan dan menggantikan posisi operator yang awalnya dibelakang atabela menjadi didepan atabela, sehingga atabela dapat berfungsi lebih efektif lagi. Kriteria perancangan dijalaskan pada beberapa poin berikut. 1. Alat tanam benih langsung dijalankan secara manual dengan cara ditarik 2. Jarak tanam yang dianjurkan yaitu sebesar 20 cm dengan jarak antar alur sebesar 20 cm. 3. Kedalaman tanam padi pelet yaitu 2.5 cm. 4. Benih padi pelet yang digunakan dengan diameter rata-rata 1 cm 5. Volume drum harus mencukupi jumlah benih untuk menanami lahan seluas 900 m2. 6. Kapasitas penanaman menggunakan mesin penanam harus lebih tinggi daripada penanaman dengan menggunakan manusia.

8 Rancangan Fungsional Berdasarkan fungsinya, alat tanam benih langsung benih padi pelet berfungsi untuk menanam benih padi pelet dengan jarak tanam dan kedalaman yang sesuai. Rancangan fungsional disajikan pada Tabel 1 di bawah ini. Tabel 1 Rancangan fungsional Fungsi utama Atabela mampu menanam benih padi pelet dengan kedalaman 2.5 cm, jarak tanam 20 cm dan jarak antar alur 20 cm.

Sub fungsi Menampung benih padi pelet.

Penggerak atabela

Pembuka alur

Menempatkan posisi atabela diatas permukaan lumpur Menarik atabela Memudahkan dalam belok Menyalurkan daya

Alternatif mekanisme

Alternatif yang dipilih -Hopper drum dengan bahan stainless steel

-Dinding akrilik -Hopper persegi panjang -Hopper trapezium -Hopper drum -Roda tipe IRRI - Roda tipe (standard) IRRI -Roda tipe jepang (standard) -Roda sirip siku -Roda sirip lengkung -Tipe hoe - Tipe plat -Tipe shovel dengan -Tipe shoe penambahan -Tipe plat pembuka alur -Plat lurus - Plat ski -Plat ski -Traktor roda 2 -Penambahan motor -Manual (operator) -Poros tak langsung -Penggunanan spherical plain bearing -Rantai dan sproket -Sabuk dan puli -Poros langsung

- Manual (operator) - Penggunaan spherical plain bearing - Poros langsung

Analisis Teknik Rancangan Struktural Dalam merancang alat tanam benih langsung (atabela) ini ada beberapa analisis yang harus dilakukan sebelum atabela ini dilakukan pabrikasi, hal ini dilakukan agar dihasilkan atabela yang dapat digunakan dilahan sawah dengan sistem legowo 4:1. Roda

Roda merupakan alat penggerak alat tanam benih langsung yang mana digunakan untuk traksi. Roda untuk lahan sawah harus memerhatikan sirip-sirip roda dimana harus dilakukan analisis diantaranya sudut sirip, panjang sirip maupun jumlah siripnya. Desain roda yang paling penting adalah diameter roda itu sendiri, diameter roda ditentukan berdasarkan jarak tanam dan jumlah lubang tanam dalam satu kali putaran, dengan slip 10 %. Adapun desain roda alat tanam dapat dilihat pada Gambar 3.

9

Gambar 3 Desain roda alat tanam Tabel 2 Penentuan diameter roda Jumlah Lubang (buah)

Jarak tanam (cm)

4 5 6 7

20 20 20 20

Keliling roda Keliling+ Macet (cm) 10 % (cm) 80 100 120 140

88 110 132 154

Diameter roda (cm) 28.03 35.03 42.04 49.04

Dari perhitungan pada Tabel 2 tersebut didapat diameter yang cocok dengan asumsi terjadi slip sebesar 10 % yaitu sebesar 49.04 cm. Tabel 3 Jumlah sirip yang dibutuhkan berdasarkan kondisi lahan yang akan diolah Kondisi Lahan Berawa-rawa Lahan berlumpur Lahan sawah Lahan kering

Jumlah Sirip 6 6–8 8 – 12 8 – 14

Dari Tabel 3 tersebut diketahui untuk merancang sebuah sirip dari roda atabela untuk lahan berlumpur digunakan 8 sirip dimana sudut antar sirip (juring) sebesar 450. Adapun untuk jumlah jari-jari roda yang dibutuhkan tergantung pada diameter roda, ukuran roda dan kualitas dari jari-jari tersebut. Klasifikasi jumlah jari-jari yang dibutuhkan berdasarkan ukuran roda dapat dilihat pada Tabel 4 (Phongsupasamit 1988) Tabel 4 Jumlah jari-jari berdasarkan ukuran roda (Phongsupasamit 1988) Ukuran roda Roda ukuran kecil Roda ukuran normal Roda ukuran besar

Jumlah Jari-jari 3 4-6 8

Dari Tabel 4 tersebut diketahui untuk merancang sebuah jari-jari roda atabela untuk roda dengan ukuran normal berjumlah 4 dimana sudut antara jarijari sebesar 900.

10 Drum Benih Drum benih merupakan tempat dimana benih dikumpulkan (hopper) yang kemudian di jatuhkan satu-persatu melalui lubang-lubang drum. Drum benih berkaitan dengan jumlah dan ukuran benih yang keluar. Jumlah benih yang keluar adalah benih yang dapat mencukupi lahan sawah seluas 900 m2dengan sistem tanam jajar legowo 4 : 1, dan setiap lubang tanam untuk satu benih. Adapun ukuran diameter lubang drum berdasarkan ukuran dan kecepatan maju operator. Penentuan diameter ini perlu dilakukan pengujian dengan menggunakan prototipe dengan menguji beberapa ukuran diameter dan kecepatan yang berbeda. Selain itu volume drum disesuaikan dengan volume benih yang berada dalam drum, dalam kasus ini maka volume drum yang digunakan yaitu 2.5 kali volume benih agar benih dapat keluar sesuai dengan yang dibutuhkan yaitu satu lubang untuk satu benih. Adapun desain drum benih dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Desain Drum Benih Sebelum menentukan diameter drum, pertama yang harus dilakukan adalah menghitung kapasitas (volume) benih padi pelet yang dapat diisi drum. Analisis yang dilakukan adalah menentukan kapasitas drum sehingga dalam satu kali operasi benih padi pelet yang berisi dalam drum dapat mencukupi lahan sawah berukuran 900 m2. Dalam sistem penanaman berdasarkan sistem legowo 4:1 dengan jarak tanam 20x20 cm dan tiap lubang tanam berisi satu benih padi pellet. Dari perhitungan didapat hasil yang ditunjukan pada Tabel 5 dan Tabel 6. Tabel 5 Penentuan diameter tengah drum No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Keterangan Luas sawah Jarak tanam (panjang) (lebar) Jumlah benih total Volume 1 pelet Volume pelet benih Drum diisi benih Volume 1 drum Panjang 1 drum Diameter tengah drum

Jumlah 900.00 20.00 20.00 18000.00 0.52 9424.77 40.00 11780.97 25.00 24.49

Satuan m2 cm cm butir cm3 cm3 persen cm3 cm cm

11 Dengan demikian apabila dalam satu kali operasi, jumlah benih padi pelet yang dibutuhkan untuk mencukupi lahan sawah seluas 900 m2 digunakan diameter tengah drum yaitu 25 cm. Sedangkan diameter luar ditunjukan pada Tabel 6 Tabel 6 Penentuan diameter luar drum Jumlah Lubang (buah)

Jarak tanam (cm)

4 5 6 7

20 20 20 20

Keliling roda (cm) 80 100 120 140

Keliling+ Macet 10 % (cm) 88 110 132 154

Diameter roda (cm)

Diameter drum (cm)

28.03 35.03 42.04 49.04

Jarak plat ski dari rangka utama (cm)

8.03 15.03 22.04 29.04

23.03 30.03 37.04 44.04

Dari perhitungan didapat diameter luar drum yang dibutuhkan untuk memenuhi benih padi pelet yaitu 30 cm dengan jumlah lubang (metering device) sebanyak 7 buah. Adapun gambar skema desain roda, drum, dan plat ski ditunjukan pada Gambar 5, selain itu gambar desain dimensi drum dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 5 Skema analisis desain roda, drum, dan plat ski

Gambar 6 Desain dimensi drum

12 Analisis selanjutnya yang perlu dilakukan yaitu menentukan diameter metering device, dengan diameter benih padi pelet sebesar 10 mm. Dalam hal ini perlu dilakukan pengujian dengan membuat prototipe yaitu menggunakan drum kecil yang dilubangi disekeliling permukaan drum dengan diameter masingmasing yaitu 11, 12, dan 13 mm. kemudian drum tersebut dilubangi di tengahnya dan dimasukan paralon agar drum dapat diputar. Selanjutnya kedua poros drum ditumpu pada dua penyangga agar drum dapat berputar dengan kecepatan yang seragam dan tidak terjatuh saat dilakukan pengujian. Adapun gambar prototipe dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Prototipe drum Dari proses pengujian didapat hasil yang tertera pada Lampiran 3. Pengujian dilakukan pada diameter yang berbeda-beda. Pengujian dilakukan pengulangan selama tiga kali pengulangan dengan kecepatan yang berbeda-beda pula, hal ini dilakukan untuk menentukan kecepatan yang sesuai pada lahan sawah agar jumlah penjatuhan sesuai dengan yang diinginkan , dimana setiap lubang hanya satu yang jatuh yaitu pada saat posisi lubang berada tepat dibawah. Dilihat dari tabel didapat diameter yang sesuai untuk benih dengan diameter 10 mm yaitu lubang drum sebesar 12 mm. Plat Ski Kondisi tanah sawah yang berlumpur dapat mengakibatkan alat tanam terendam, dengan demikian perlu digunakan plat ski agar alat tanam tetap berada diatas permukaan tanah lumpur. Selain itu plat ski ditambahkan pembuka alur yang digunakan agar benih yang jatuh langsung masuk kedalam lumpur dengan kedalaman 2.5 cm, serta penambahan ruang penjatuhan dimana saat benih jatuh tidak tersangkut pada plat ski, akan tetapi langsung jatuh pada lahan sawah. Adapun desain plat ski alat tanam dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Desain plat ski alat tanam

13 Plat ski ini dirancang dua buah, sehingga tiap drum memiliki satu buah plat ski dengan dua pembuka alur. Pembuka alur dirancang dengan membentuk anak panah untuk memudahkan dalam pembukaan lumpur dengan tinggi pembuka alur sebesar 2.5 cm sesuai dengan kedalaman tanam yang diinginkan. Plat ski dipasangkan pada rangka utama dengan dijepit menggunakan mur dan baud. Analisis berat atabela disimulasikan pada software SolidWorks dimana total berat atabela (Wa) sebesar 38 kg. = × ………………………………………………………. (1) Keterangan : = gaya gesek pada plat ski (N) = koefisien gesek antara permukaan tanah sawah dengan dasar plat ski yaitu sebesar 0.3 (Kawiji, 1984) W = gaya normal alat yaitu berat total alat bersama isi (berat total maksimum dirancang sebesar 38 kg atau 380 N) = × = 0.3 × 380 = 114 N Dengan nilai tahanan penetrasi tanah (TPT) pada lahan sawah dengan sudut 90o sebesar 7 kPa (Mudzakir 2013). TPT = F/A .………………………………………………….…. (2) A

= = 0.016285 m2 = 162.85 cm2

Lengan Penarik Lengan Penarik merupakan salah satu bagian utama atabela yang berfungsi sebagai lengan untuk pegangan tangan dimana atabela ditarik serta atabela serta menjaga posisi atabela agar selalu stabil. Bentuk serta dimensi rangka ini harus sesuai dengan karakteristik tubuh manusia, khususnya karakteristik tubuh manusia Indonesia sehingga operator yang menggunakan tidak akan mengalami cidera. Adapun desain lengan penarik alat tanam dapat dilihat pada Gambar 9, sedangkan posisi komponen atabela dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 9 Desain lengan penarik alat tanam

14

Drum (Hopper)

Rangka utama

Roda Lengan penarik

Plat ski

Gambar 10 Posisi komponen atabela Dengan asumsi beban maksimum yang disangga oleh rangka tersebut adalah total beban (40 kg) yang dapat diuraikan sebagai berikut : Drum (hopper) + benih pellet = 16 kg Rangka utama = 3 kg Lengan penarik = 7 kg Roda (kanan dan kiri)@ 8 kg = 16 kg Plat ski (kanan dan kiri) @ 3 kg = 6 kg Analisis tiap komponen berat mesin disajikan pada Tabel 8 Tabel 7 Analisis berat komponen mesin Komponen Drum (hopper) Roda Plat ski

Jarak terhadap titik acuan stress (m) 0.25 0.25 0.10 Total

Berat (N) 160 160 60

Momen terhadap titik acuan (N.m) 40 40 6 80

Sketsa penampang tampak samping dari pipa yang digunakan untuk rangka dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Sketsa pipa lengan penarik

15

A1

Lengan penarik

Rangka utama

F1

lF1

Gambar 12 Posisi dan arah gaya pada rangka Untuk menghitung diameter pipa yang digunakan terlebih dahulu dihitung gaya yang dibutuhkan untuk menarik atabela yaitu dengan menghitung gaya gesek pada plat ski dan tahanan gelinding roda yaitu dengan rumus: = × Keterangan : = gaya gesek pada plat ski (N) = koefisien gesek antara permukaan tanah sawah dengan dasar plat ski yaitu sebesar 0.3 W = gaya normal alat yaitu berat total alat bersama isi (berat total maksimum dirancang sebesar 38 kg atau 380 N) = × = 0.3 × 380 = 114 N Sedangkan tahanan gelinding pada roda dapat dihitung dengan rumus: = × .………………………………………………….…. (3) Keterangan : = tahanan gelinding roda (N) = koefisien tahanan gelinding untuk tanah lumpur koefisien tahanan gelinding roda sebesar 0.3 (Endro 1991) w = gaya normal alat yaitu berat beban yang ditumpu roda (berat drum sebesar 16 kg atau 160 N) = × = 0.3 160 = 48 N Sehingga besar total gaya yang terjadi yaitu: = + .………………………………………………….… (4) = 114 + 48 N = 162 N Geometri bahan rangka lingkaran, sehingga inersia bahan yang digunakan dihitung berdasarkan rumus inersia lingkaran, yaitu : I = 1/64 π D4 .……………………………………………….….. (5) Dengan memasukkan persamaan tersebut dengan c sebesar ½ D kedalam persamaan, maka persamaan tersebut menjadi : M x 0.5 ((D − D )) σa = x πD − xπD 10.2 M σa = (D − D )

16 Jika diketahui ( σb) sebesar 28 kg/mm2, dan safety factor (Sf) yang digunakan sebesar 6 dimana diameter luar (D1) pipa diambil 25 mm, maka tebal rangka dapat dihitung sebagai berikut. = 28 / σa = σa =

σ

(D

=

⁄

10.2 M

= 4.6 kg/mm

−D ) 10.2 x (162 N x 25 mm) 4.6 kg⁄mm = (25 − D )mm 4.6 kg⁄mm =

41310

(25 − D )mm

41310 = 71875 - 4.6 = 6644.56 = 19 Berdasarkan hasil perhitungan, maka tebal plat pipa minimum yang digunakan sebesar (25 mm – 19 mm) / 2 = 3 mm. Berdasarkan perhitungan diatas maka pipa untuk rangka lengan penarik yang digunakan dengan tebal 3 mm. Jarak pegangan lengan penarik kebagian dasar lumpur yaitu sebesar 680 mm yang digunakan berdasarkan data antropometri posisi berdiri operator pada tinggi kepalan tangan (Lampiran 4). Adapun sketsa posisi manusia menarik atabela dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13 Sketsa posisi manusia menarik atabela Kebutuhan Daya Dalam menjalankan alat tanam perlu diperhatikan kebutuhan daya yang diperlukan untuk menarik alat tanam. Apabila daya yang dibutuhkan cukup besar maka operator akan mengalami kesulitan dalam mengontrol pergerakan alat tanam. Dengan demikian perlu diperhatikan massa keseluruhan alat tanam

17 Kebutuhan daya dapat dicari dengan mengukur jumlah gaya gesek pada plat ski dengan tahanan gelinding pada roda dikalikan dengan kecepatan maju atabela. Gaya gesek pada plat ski dapat dihitung dengan menggunakan rumus: = × = 0.3 × 380 = 114 N Sedangkan tahanan gelinding pada roda dapat dihitung dengan rumus: = × = 0.3 160 = 48 N Sehingga besar total gaya yang terjadi yaitu: = + = 114 + 48 N = 162 N Untuk mencari besarnya tenaga tarik dihitung dengan menggunakan rumus: = × .…………………………………………………. (6) Keterangan : = tenaga tarik (W) = gaya tarik total (N) V = kecepatan maju (m/detik) Bila diasumsikan pada saat alat dioperasikan di sawah kecepatan maju atabela sebesar 0.4 m/detik, maka kebutuhan tenaga tarik atabela adalah: = × = 162 × 0.4 / = 64.8 Watt Besarnya kebutuhan tenaga untuk menarik atabela ini masih dibawah rata-rata tenaga manusia untuk bekerja yaitu sebesar 0.1 hp atau 75 Watt. Konsep Desain Konsep umum dari disain yang dibuat adalah mengacu pada bentuk dasar alat tanam benih langsung tipe drum, dengan dilakukan beberapa modifikasi, yakni 1) penyesuaian ukuran lubang keluaran benih pada drum karena penggunaan benih padi berbentuk pelet, 2) memindahkan posisi pengguna (user) dari yang awalnya di belakang menjadi di depan sehingga benih yang telah ditanam tidak terinjak pengguna, 3) menambahkan pembuka alur untuk penempatan benih dalam tanah (kedalaman 2.5 cm), 4) memperbaiki desain sirip roda untuk meningkatkan daya putarnya. Adapun skema alat tanam benih langsung disajikan pada Gambar 14, sedangkan gambar teknik untuk atabela disajikan pada Lampiran 17.

18

Gambar 14 Gambar teknik alat tanam benih langsung Metode Pengujian Kinerja Prototipe atabela diuji di lahan sawah pada penanaman benih padi. Untuk pengujian, disiapkan satu petak sawah berukuran lebih kurang 10 m × 20 m yang diolah hingga kondisi siap tanam (lumpur rata dan air macak-macak). Atabela dioperasikan dengan seorang operator yang telah dilatih terlebih dahulu dalam penggunaan atabela dan cara mengoperasikannya. Benih yang digunakan dalam pengujian yaitu benih padi bentuk pelet dengan ukuran yang seragam (diameter ±10 mm), sejumlah mencukupi penanaman seluas 200 m2. Pola operasi atabela adalah seperti pada Gambar 15, empat baris tanam dalam satu lintasan. Di ujung petakan, alat diangkat dan dipindahkan pada lajur berikutnya.

Keterangan :

: Benih tertanam : Lintasan alat : Lintasan berbelok

Gambar 15 Pola penanaman dalam pengujian kinerja Sebelum pengujian dilakukan terlebih dahulu dilakukan pengukuran indeks pelumpuran, hal ini dilakukan agar dapat diketahui apakah lahan sawah yang akan digunakan sudah sesuai dengan lahan sawah yang umum digunakan. Pengukuran indeks pelumpuran ini dilakukan dengan mengambil sampel lumpur pada titik-

19 titik tertentu di tiap lintasan yang akan dilakukan pengujian, sampel tersebut dimasukan kedalam tabung kemudian diendapkan selama 48 jam. Setelah itu diukur perbedaan ketinggian dari endapan lumpur dan air. Setelah diukur indeks pelumpuran selanjutnya diukur indeks kelunakan, hal ini dilakukan agar dapat diketahui apakah lahan sawah yang akan digunakan sudah sesuai dengan lahan sawah yang umum digunakan. Pengukuran indeks kelunakan ini dilakukan dengan menjatuhkan bola golf dari ketinggian 1m dari atas permukaan lumpur pada titik-titik tertentu di tiap lintasan yang akan dilakukan pengujian, setelah itu diukur ketinggian permukaan atas bola golf terhadap permukaan golf menggunakan mistar. Indeks pelumpuran dihitung dengan mengukur perbedaan ketinggian antara ketinggian air dan tanah hasil pelumpuran, selanjutnya dilakukan penghitungan volume dari ketinggian yang didapat menggunakan rumus volume tabung. V= x t .…………………………………………………. (7) Keterangan : V =Volume tabung (cm3) r = Jari-jari lingkaran (cm) t = Tinggi tabung (cm) Ip= ( ) x 100% .……………………………………………. (8) Keterangan : Ip : Indeks pelumpuran (%) Vs : Volume tanah dalam tabung setelah diendapkan selama 48 jam (cc) Vt : Volume total contoh suspensi air-tanah dalam tabung (cc) Selanjutnya dilakukan perhitungan indeks keseragaman tanah hasil pelumpuran untuk mengetahui indeks keseragaman tingkat pencampuran tanah dengan air (suspensi air-tanah) dan kelunakan tanah hasil pelumpuran. Setelah itu dilakukan pengukuran kinerja penanaman benih yang dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari alat atau mesin yang akan digunakan selama proses penanaman benih, sehingga alat atau mesin dapat digunakan sesuai kebutuhan. Dalam pengukuran unjuk kerja perlu dilakukan beberapa pengukuran diantaranya waktu penanaman mekanis, kecepatan maju, kemacetan roda, jarak tanam, kedalaman tanam, dan beban tarik. Pengukuran ini dilakukan dengan dua perlakuan yang berbeda dimana pengujian dilakukan dengan menggunakan plat ski dan tanpa plat ski. Pengukuran waktu total penanaman benih secara mekanis dilakukan untuk mengetahui berapa lama waktu proses penanaman yang dilakukan untuk luasan tertentu, waktu total merupakan penjumlahan waktu efektif dan waktu belok. Pengukuran ini dilakukan menggunakan stopwatch. Kecepatan maju penanaman benih dilakukan untuk mengetahui kecepatan yang dibutuhkan operator menarik atabela pada lahan sawah. Pengukuran kecepatan didapat dengan mengukur panjang lintasan yang akan dilalui atabela dibagi dengan waktu tempuh selama atabela melewati lintasan tersebut. Kemacetan roda merupakan keadaan dimana roda tidak berputar ketika atabela ditarik, sehingga terjadi kemacetan pada roda. Kemacetan roda berpengaruh pada jarak tanam pada benih yang tertanam. Kemacetana roda didapat dengan menggunakan rumus : = (1 − ) × 100% .…………………………..……. (9)

20 Keterangan : Kr = Kemacetan roda (%) Jt = Jarak toritis Ja = Jarak tempuh atabela Pengukuran jarak tanam dan kedalaman penanaman digunakan agar pada saat proses penanaman jarak antar tanam tiap benih seragam dengan interval 20 cm antar benih tertanam.. Selanjutnya pengukuran beban tarik dilakukan untuk mengetahui daya yang dibutuhkan untuk menarik atabela pada lahan sawah, daya tarik (Watt) didapat dengan mengkalikan gaya tarik (N) dan kecepatan (m/detik). Selain itu untuk mengukur besarnya daya untuk menarik atabela, akan dilakukan pengukuran gaya tariknya menggunakan timbangan tarik digital yang dipasangkan pada rangka tarik dan ditarik horizontal. Tenaga tarik dihitung dengan rumus Ptarik  Ftarik  V .…………………………………………… (10) Keterangan : Ptarik : Tenaga tarik (Watt), Ftarik : Gaya untuk menarik atabela (N), dan V : Kecepatan maju operasi atabela (m/detik).

HASIL DAN PEMBAHASAN Kinerja Fungsional Pengujian fungsional dilakukan untuk mengetahui apakah atabela dapat berfungsi dengan baik, dalam pengujian ini hanya sebatas apakah atabela dapat berjalan di permukaan sawah, pembuka alur dapat berfungsi dengan baik, serta benih dapat jatuh melalui metering device dari drum. Pengujian fungsional bertujuan agar pada saat dilakukan pengujian kinerja, atabela dapat bekerja dengan maksimal. Dari hasil pengujian fungsional didapat hasil yang baik meskipun harus dilakukan sedikit modifikasi di bagian plat ski, agar penjatuhan benih lebih bagus. Pada pengujian fungsional ini digunakan benih yang hampir menyerupai benih aslinya, yaitu benih yang seragam dengan diameter sebesar 1cm. Adapun gambar kinerja fungsional dapat dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16 Lahan sawah hasil pengujian fungsional Kondisi Lumpur Indeks pelumpuran yang sesuai untuk lahan yang akan ditanami benih padi di lahan sawah yaitu kisaran 80-90% (Sawamura et al 1986). Dari pengukuran

21 indeks pelumpuran di lahan sawah yang digunakan untuk pengujian kinerja atabela disajikan pada Lampiran 5.

Gambar 17 Pengukuran Indeks pelumpuran Setelah dilakukan pengujian didapat rata-rata indeks pelumpuran pada lahan sawah yaitu 82.09%. Dengan demikian lahan sawah tersebut sudah layak untuk dilakukan penanaman benih, karena sesuai dengan literatur yang ada. Indeks kelunakan yang sesuai untuk lahan yang akan ditanami benih padi di lahan sawah yaitu kisaran 90 hingga 100% (Sawamura et al 1986). Dari pengukuran indeks kelunakan di lahan sawah yang digunakan untuk pengujian kinerja atabela disajikan pada Lampiran 6.

Gambar 18 Pengukuran indeks kelunakan Setelah dilakukan pengujian didapat rata-rata indeks kelunakan pada lahan sawah yaitu 85.4% pada tempat A dan 88% pada tempat B. Dengan demikian lahan sawah tersebut cukup layak untuk dilakukan penanaman benih, karena kurang dari persentase yang dibutuhkan (sesuai dengan literatur yang ada). Adapun CVIP dan CVIK tanah hasil pelumpuran yang sesuai untuk lahan yang akan ditanami benih padi di lahan sawah yaitu kurang dari 50%, sedangkan dari perhitungan didapat CVIP sebesar 5.195% dan CVIK sebesar 4.418%, dengan demikian nilai CVIK dan CVIP sudah sesuai dengan literatur. Dari perhitungan Dari penghitungan indeks keseragaman tanah hasil pelumpuran di lahan sawah yang digunakan untuk pengujian kinerja atabela disajikan pada Lampiran 7. Setelah dilakukan pengujian didapat rata-rata indeks keseragaman tanah hasil pelumpuran pada lahan sawah yaitu 99.04%. Dengan demikian lahan sawah tersebut sudah layak untuk dilakukan penanaman benih, karena sesuai dengan literatur yang ada (90% hingga 100%).

22 Kinerja Penanaman Setelah kinerja fungsional dapat berjalan dengan baik selanjutnya dilakukan pengujian kinerja penanaman. Dalam pengujian kinerja ini beberapa point penting yang perlu dilakukan pengukuran diantaranya indeks pelumpuran (IP), indeks kelunakan (IK), indeks keseragaman (IS), pengukuran unjuk kerja penanaman benih secara mekanis (direct seeding) yang terdiri dari penentuan waktu penanaman benih padi pelet, kecepatan maju penanaman benih padi pelet, kemacetan roda, interval, jumlah, dan kedalaman benih tertanam, beban tarik, serta efektifitas penanaman oleh atabela.

Gambar 19 Pengujian kinerja atabela di lahan sawah Kapasitas Kerja Penanaman Benih Data pengukuran waktu penanaman benih disajikan pada Lampiran 8. Dari pengukuran didapat rata-rata waktu efektif selama 35.4 detik dan rata-rata waktu belok selama 20.2 detik. Pengukuran kecepatan pada lahan sawah menggunakan plat ski dengan jarak 10 m didapat kecepatan rata-rata sebesar 0.43 m/detik, dimana pengukuran kecepatan disajikan pada Lampiran 9. Adapun pengukuran kecepatan pada lahan sawah tanpa menggunakan plat ski dengan jarak 10 m didapat kecepatan rata-rata sebesar 0.66 m/detik, dimana pengukuran kecepatan disajikan pada Lampiran 10. Kecepatan atabela menggunakan plat ski didapat kecepatan yang lebih rendah dibandingkan atabela tanpa plat ski, hal ini dikarenakan dengan penggunaan plat ski maka beban yang dihasilkan atabela lebih besar, selain itu penggunaan plat ski mengakibatkan terjadinya gesekan antara plat dengan permukaan lumpur sehingga atabela menjadi lebih sulit untuk ditarik. Dari perhitungan kapasitas kerja penanaman benih menggunakan plat ski didapat kapasitas lapangan efektif (KLE) sebesar 0.0763 ha/jam dan kapasitas lapangan teoritis (KLT) sebesar 0.154 ha/jam, sehingga didapat efisiensi atabela menggunakan plat ski sebesar 49.54%. Sedangkan kapasitas kerja penanaman benih tanpa plat ski didapat kapasitas lapang efektif sebesar 0.117 ha/jam dan kapasitas lapang teoritis (KLT) sebesar 0.237 ha/jam, sehingga didapat efisiensi atabela tanpa plat ski sebesar 49.37%. Perhitungan kapasitas kerja penanaman disajikan pada Lampiran 13. Kemacetan Roda Dari pengukuran kemacetan pada lahan sawah menggunakan penambahan plat ski didapat kemacetan roda rata-rata sebesar 21.61%. Adapun data pengukuran kemacetan roda disajikan pada Lampiran 11.

23 Pengukuran kemacetan roda pada lahan sawah tanpa menggunakan plat ski didapat kemacetan rata-rata sebesar 17.90%. Adapun data pengukuran kemacetan roda disajikan pada Lampiran 12. Kemacetan roda atabela menggunakan plat ski didapat kemacetan yang lebih tinggi dibandingkan atabela tanpa plat ski. Hal ini dikarenakan dengan penggunaan plat ski maka beban yang dihasilkan atabela lebih besar, selain itu penggunaan plat ski mengakibatkan terjadinya gesekan antara plat dengan permukaan lumpur yang mengakibatkan roda atabela terhambat untuk maju. Pada atabela dengan menggunakan plat ski roda tidak efetif bekerja, karena menembus lapisan yang lebih padat sehingga diameter roda aktual menjadi lebih kecil, seperti terlihat pada Gambar 20. Yang diinginkan

Yang terjadi di lapanagan

R

R Tanah keras

Tanah keras

Gambar 20 Sketsa posisi roda yang diinginkan dan di lapangan Jarak Tanam, Jumlah Benih, dan Kedalaman Penanaman Dari pengukuran didapat interval tanam rata-rata benih tertanam dengan atabela menggunakan plat ski yaitu 25.6 cm dengan standar deviasi sebesar 2.5, sedangkan interval tanam rata-rata benih tertanam dengan atabela tanpa plat ski yaitu 24.9 cm, dengan standar deviasi sebesar 2.7. Interval tanam menggunakan atabela dengan plat ski menghasilkan nilai lebih jauh dibandingkan dengan interval tanam menggunakan atabela tanpa plat ski, hal ini disebabkan karena pada atabela dengan plat ski memiliki beban yang besar sehingga kemacetan yang dihasilkan juga lebih besar dibandingkan dengan yang tanpa plat ski. Solusi untuk mengatasi agar jarak tanam sesuai yang diinginkan (25 cm) maka perlu penambahan corong pengeluaran sehingga benih padi pellet yang keluar dari lubang drum (hopper) tidak terlempar saat atabela ditarik. Data pengukuran jarak tanam disajikan pada Lampiran 14. Adapun jumlah benih yang jatuh setiap lubang keluaran ketika atabela dijalankan pada jalan yang lurus maka jumlah benih yang jatuh rata-rata 1 buah, sedangkan jumlah benih yang jatuh pada saat berbelok ratarata 2 buah. Dari perhitungan didapat ketepatan jarak antar benih atabela dengan menggunakan plat ski sebesar 72%, sedangkan ketepatan jarak antar benih atabela tanpa plat ski sebesar 75.5%. Kedalaman tanam benih untuk atabela dengan plat ski (penambahan pembuka alur) memiliki kedalaman sebesar 2.5 cm, sedangkan atabela tanpa plat ski tidak memiliki kedalaman atau berada di atas permukaan lumpur. Plat ski ini perlu digunakan karena apabila tanpa plat ski maka tidak ada proses pembukaan alur, sehingga solusi yang perlu dilakukan yaitu penggantian bahan plat ski atau dengan mengurangi ketebalan plat ski. Karena plat ski yang digunakan di

24 lapangan memiliki ketebalan 3 mm, dengan bahan logam baja, adapun solusi yang dapat dilakukan yaitu dengan mengurangi ketebalan plat ski menjadi 2 mm atau mengubah bahan menjadi bahan yang lebih ringan seperti penggunaan bahan baja ringan (seperti alumunium). Beban Tarik Dari pengukuran didapat gaya tarik rata-rata atabela dengan plat ski sebesar 257.02 N dengan kecepatan sebesar 0.43 m/detik, sehingga didapat beban tarik untuk menarik atabela sebesar 111.75 Watt. Adapun data dari pengujian beban tarik dengan plat ski disajikan pada Lampiran 15. Sedangkan pengukuran beban tarik tanpa menggunakan plat ski didapat gaya tarik sebesar 121.64 N dengan kecepatan sebesar 0.66 m/detik, shingga didapat beban tarik atabela sebesar 80.29 Watt. Dari pengukuran didapat beban tarik atabela menggunakan plat ski lebih besar dibandingkan tanpa plat ski, hal itu terjadi karena pada atabela yang menggunakan plat ski memiliki beban tambahan dan tejadi tambahan gesekan antara plat ski dan permukaan lumpur, hal tersebut pun terbukti dari kecepatan maju atabela menggunakan plat ski lebih lamban jika dibandingkan dengan atabela yang tanpa plat ski. Adapun data dari pengujian beban tarik tanpa plat ski disajikan pada Lampiran 16.

Gambar 21 Pengukuran beban tarik

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Alat tanam benih langsung padi dirancang dan dibuat dapat digunakan untuk penanaman benih padi dalam bentuk pelet secara langsung dengan menggunakan sistem legowo 4:1. Kecepatan maju dari atabela dengan plat ski yaitu 0.43 m/detik sedangkan kecepatan maju atabela tanpa plat ski yaitu 0.66 m/detik. Kemacetan roda atabela dengan plat ski sebesar 21.61% sedangkan kemacetan roda atabela tanpa plat ski sebesar 17.90%. Interval tanam menggunakan atabela dengan plat ski yaitu 25.6 cm dan kedalaman 2.5 cm sedangkan interval tanam menggunakan atabela tanpa plat ski yaitu 24.9 cm dan kedalaman tanam 0 cm (berada di atas permukaan lumpur). Ketepatan jarak antar benih atabela dengan menggunakan plat ski sebesar 72%, sedangkan ketepatan jarak antar benih atabela tanpa plat ski sebesar 75.5%. Beban tarik untuk atabela dengan plat ski sebesar 111.75 Watt. Kapasitas lapangan efektif atabela dengan plat ski sebesar 0.0763 ha/jam, kapasitas lapangan teoritis atabela dengan plat ski sebesar 0.154 ha/jam, dan efisiensi atabela menggunakan plat ski sebesar 49.54%.

25 Kapasitas lapangan efektif atabela tanpa plat ski sebesar 0.117 ha/jam dan kapasitas lapangan teoritis atabela tanpa plat ski sebesar 0.237 ha/jam, sehingga didapat efisiensi atabela tanpa plat ski sebesar 49.37%. Atabela dengan penambahan plat ski memiliki beban tarik yang besar sehingga kemacetan tinggi dan mengalami kesulitan untuk ditarik. Saran Dari hasil pengujian didapat hasil pengukuran yang sesuai untuk atabela ini, dengan demikian disarankan agar atabela ini digunakan pada lahan sawah dengan indeks pelumpuran yang sesuai. Karena apabila dilakukan pada lahan sawah yang kurang cocok maka akan timbul beberapa kendala, di antaranya kesulitan dalam menarik atabela karena tekstur tanah yang lengket ataupun tanah yang terlalu lembek sehingga pada saat belok maka sebagian atabela akan tenggelam sebagian di permukaan lumpur. Bahan plat ski perlu diganti dengan bahan yang lebih ringan dan memiliki koefisien gesek dengan lumpur lebih rendah

DAFTAR PUSTAKA Aak. 1990.Budidaya Tanaman Padi. Kanisius.Yogyakarta. Anonim. 2008. Seed Treatment [diacu 2 November 2013] Tersedia dari : http://agritech.tnau.ac.in Anonim. 2012. Cara Meningkatkan Poduksi Tanaman Padi dengan Sistem Tanam Jaja Legowo. [internet]. [diacu 2 November 2013] Tersedia dari : http://www.gerbangpertanian.com Anonim. 2013. Peran Alat Tanam Benih Langsung (ATABELA) Dalam Mengatasi Kelangkaan Tenaga Kerja Pada Lahan Padi Sawah di Sulawesi Utara. [internet]. [diacu 2 November 2013] Tersedia dari: http://sulut.litbang.deptan.go.id Arisandi IR. 2013. Studi Antropometri dan Gerak Kerja Pemanen Kelapa Sawit seta Aplikasinya untuk Penyempurnaan Desain Alat Panen (Egrek dan Dodos) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Darmawijaya I. 1997. Klasifikasi Tanah. Yogyakarta : UGM Press Endro. 1991. Perancangan dan Pembuatan Mesin Panen Padi Tanpa Pemotongan. Yogyakarta (ID): Universitas Gadjah Mada. Harjono, Purwanta Y, Sulistyosari N. 2008. Rekayasa Mesin Tanam Langsung Benih Padi Pada Lahan Sawah. Jurnal Enjiniring Pertanian. Vol. VI, No. 1 Kawiji. 1984. Disain Alat Tanam Padi (Transplanter) Sistem Rotary. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Mudzakir A. 2013. Karakteristik Reaksi Tanah Sawah dan Lumpur Terhadap Penekanan Plat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Nurmianto E. 2004 Ergonomika Konsep Dasar dan Aplikasinya.Ed ke-2. Surabaya : Gua Widya Phongsupasamit S. 1998. Basic Research on Walking Tractor Plows and Their Engineering Design Theories. Kyushu Dissertation Plaster EJ. 1992. Soil Science and Management. New York (US): Delmar

26 Prasetyo, Adiningsih S, Subagyono K, Simanungkalit RDM. 2004. Mineralogi, kimia, fisika dan biologi tanah sawah. Dalam Tanah Sawah dan Teknologi Pengelolaannya. Puslitbangtanah. Bogor. Sanders SM and McCormick. 1993. Human Factor Engineering and Design Seventh Edition. McGaw Hill. New Delhi Suparyono, Setyono, 1993.Padi. Penebar Swadaya. Jakarta. Wesley LD. 1973.Mekanika tanah. Bandung (ID): Badan Penerbit Pekerjaan Umum. Widodo J. 2013. Konsumsi beras masyarakat Indonesia tertinggi di dunia. [internet]. [diacu 1 November 2013] Tersedia dari: http://www.antaranews.com/berita/398839/ konsumsi-beras-masyarakatindonesia-tertinggi-di-dunia

27 Lampiran 1 Diagram alir penelitian Mulai Data dan informasi penunjang

Identifikasi masalah

Perumusan dan pengajuan konsep desain

Evaluasi dan uji konsep desain

Analisis teknik atau perhitungan perancangan desain mesin Gambar teknik

Pembuatan prototipe

Uji fungsional mesin

Modifikasi

Tidak

Berhasil Ya Uji kinerja mesin

Modifikasi

Tidak

Berhasil Ya Selesai

28 Lampiran 2 Jadwal kegiatan penelitian No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Nama Kegiatan Identifikasi permasalahan Merumuskan ide awal rancangan fungsional Menyempurnakan ide rancangan struktural Gambar teknik Konsultasi rancangan Pemodelan dan simulasi Analisis dan gambar teknik revisi Pabrikasi Pengujian Fungsional Pengujian Kinerja Pembuatan Laporan Akhir

1

2

Bulan Ke-

3

4

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

29

Lampiran 3 Penentuan diameter lubang keluaran benih pada tabung Diameter lubang benih (mm)

11

12

13

Pengulangan 1 2 3 Av 1 2 3 Av 1 2 3 Av

putaran 1 Jumlah biji Waktu jatuh 4 2 1 2 4 2 3 2 4 2 6 2 3 1 4 2 7 1 12 2 10 2 10 2

Pengujian putaran 2 Jumlah biji Waktu jatuh 5 2 0 2 4 2 3 2 4 2 5 1 4 1 4 1 7 1 12 2 8 2 9 2

Rata-rata putaran 3 Jumlah biji Waktu jatuh 3 3 1 2 3 2 2 2 4 2 5 2 4 1 4 2 6 1 6 1 8 2 7 1

Kecepatan

Jumlah biji

waktu

4 1 4 3 4 5 4 4 7 10 9 8

2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2

m/s 0.1886 0.2200 0.2200 0.2084 0.2200 0.2640 0.4400 0.2829 0.4400 0.2640 0.2200 0.2829

30 Lampiran 4 Tabel data antropometri posisi berdiri operator di Indonesia No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Pengukuran (Posisi Berdiri) Berat Badan Tinggi Badan Tinggi Mata Tinggi Bahu Tinggi Siku Tangan Tinggi Pinggang Tinggi Pinggul Tinggi Genggaman Tangan Tinggi Ujung Tangan Jangkauan Tangan Keatas Terbuka Jangkauan Tangan Keatas Menggenggam Jangkauan Tangan Kedepan Terbuka Jangkauan Tangan Kedepan Menggenggam Jengkal 2 Tangan Kesamping Terbuka Jengkal 2 Tangan Kesamping Tertutup Jengkal 2 Siku Panjang Telapak Kaki Lebar Telapak Kaki

Percentile 5 46.00 149.00 137.40 123.00 91.20 83.50 77.60 60.00 51.50 187.80

Percentile 50 Dalam cm 55.00 160.00 149.10 133.50 99.50 93.50 86.00 68.10 57.90 202.00

Percentile 95 71.00 170.00 160.00 141.20 109.00 103.50 95.00 76.00 63.00 217.80

178.00

192.00

208.00

66.50

77.00

85.00

57.70

66.00

73.50

152.50

167.30

178.00

135.50

147.00

157.90

73.00 22.00 9.30

84.60 24.40 10.50

93.00 26.50 11.50

Sumber : Arisandy 2013 Percentile 5 merupakan data antropometri yang kurang dari atau sama dengan 5% dari jumlah populasi yang ada. Percentile 50 merupakan data antropometri yang kurang dari atau sama dengan 50% dai jumlah populasi yang ada. Percentile 95 merupakan data antropometri yang kurang dari atau sama dengan 95% dai jumlah populasi yang ada.

31 Lampiran 5 Data pengukuran indeks pelumpuran (IP) Diameter tabung plastic : Tinggi tabung plastic : Volume tabung plastik : Data Indeks pelumpuran pada berbagai lintasan : Nomer Kode Volume tanah (Vs) Lintasan Tabung [cm3] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rata-rata

P1A P2A P3A P4A P5A P1B P2B P3B P4B P5B

36.556 35.594 33.670 30.784 31.746 33.670 34.632 35.594 36.556 30.784

35 mm 43 mm 41,37 cm3 Volume air (Vw) [cm3]

Volume total (Vt) [cm3]

4.810 5.772 7.696 10.582 9.620 7.696 6.734 5.772 4.810 10.582

41.366 41.366 41.366 41.366 41.366 41.366 41.366 41.366 41.366 41.366

Indeks Pelumpuran (IP) [%] 88.37 86.05 81.40 74.42 76.74 81.40 83.72 86.05 88.37 74.42 82.09

32 Lampiran 6 Data pengukuran indeks kelunakan (IK) Diameter bola golf : 42.67 mm Bobot bola golf : 45.93 g Data indeks kelunakan pada berbagai lintasan : Jarak posisi permukaan atas bola golf terhadap permukaan lumpur Indeks Kelunakan (IK) [%] Lintasan PBG (cm) Tempat A Tempat B Tempat A Tempat B 1 2.0 1.8 80.0 82 2 1.5 2.1 85.0 79 3 0.5 0.6 95.0 94 4 2.0 1.2 80.0 88 5 1.3 0.3 87.0 97 Rata-rata 85.4 88

33 Lampiran 7 Data perhitungan indeks keseragaman tanah hasil pelumpuran (IS) Lintasan 1 2 3 4 5 Rata-rata Lintasan 1 2 3 4 5

Indeks Pelumpuran (%) Kelompok A B 88.37 81.40 86.05 83.72 81.40 86.05 74.42 88.37 76.74 74.42 Indeks Kelunakan (%) KElompok A B 80 82 85 79 95 94 80 88 87 97

Rata-rata

IP Rata-rata 84.88 84.88 83.72 81.40 75.58 IK Rata-rata 81.0 82.0 94.5 84.0 92.0

Standar Deviasi 4.933 1.644 3.289 9.867 1.644 Standar Deviasi 1.414 4.243 0.707 5.657 7.071

CVIP (%) 5.812 1.937 3.928 12.122 2.176 5.195 CVIK (%) 1.746 5.174 0.748 6.734 7.686 4.418

Lintasan

Indeks Keseragaman Tanah Hasil Pelumpuran (IS) [%]

1 2 3 4 5 Rata-rata

99.24 99.29 99.53 98.11 99.01 99.04

34 Lampiran 8 Data pengukuran waktu penanaman benih Penanaman benih dengan atabela menggunakan plat ski Luas lahan tertanam : Panjang lahan tertanami benih (P) : 19.65 Lebar lahan tertanami benih (L) :3 Luas lahan tertanami benih (A = P*L) : 58.95 : 0.005895 Waktu kerja total : Waktu mulai : 07.00 Waktu selesai : 07.10 Waktu kerja total (TL) : 0.617 Waktu penanaman benih: Waktu Jumlah Pengukuran Waktu belok (TB) efektif (TE) (TE+TB) ke[detik] [detik] [detik] 1 44.0 11.0 55 2 32.0 23.0 55 3 36.0 20.0 56 4 32.0 22.0 54 5 33.0 25.0 58 Rata-rata 35.4 20.2 Total 278 Penanaman benih dengan atabela tanpa plat ski Luas lahan tertanam : Panjang lahan tertanami benih (P) : 19.65 Lebar lahan tertanami benih (L) :3 Luas lahan tertanami benih (A = P*L) : 58.95 : 0.005895 Waktu kerja total : Waktu mulai : 07.20 Waktu selesai : 07.30 Waktu kerja total (TL) : 0.617 Waktu penanaman benih atabela tanpa plat ski: Waktu Jumlah Pengukuran Waktu belok (TB) efektif (TE) (TE+TB) ke[detik] [detik] [detik] 1 30 8.0 38 2 25 9.0 34 3 27 10.0 37 4 25 10.0 35 5 28 9.0 37 Rata-rata 27 9.2 Total 181

m m m2 ha WIB WIB jam

m m m2 ha WIB WIB jam

35 Lampiran 9 Data kecepatan maju penanaman benih atabela dengan plat ski Pengukuran ke-

Panjang lintasan [m]

Waktu tempuh [detik]

Kecepatan maju [m/detik]

1 2 3 4 5 Rata-rata (Va)

10 10 10 10 10

21.0 26.0 27.0 23.0 21.0

0.48 0.38 0.37 0.43 0.48

10

23.6

0.43

36 Lampiran 10 Data kecepatan maju penanaman atabela tanpa plat ski Pengukuran ke1 2 3 4 5 Rata-rata (Va)

Panjang lintasan [m] 10 10 10 10 10 10

Waktu tempuh [detik] 15.0 16.0 16.0 14.0 15.0 15.2

Kecepatan maju [m/detik] 0.67 0.63 0.63 0.71 0.67 0.66

37 Lampiran 11 Data pengukuran kemacetan roda dengan plat ski Jarak tempuh teoritis 5 lintasan roda Jarak tempuh aktual 5 lintasan roda Jarak tempuh Roda Pengukuran keATABELA (m) 1 9,60 2 10,20 3 10,25 4 10,17 5 9,85 Rata-rata 10,01

: :

7.85 m 7.85 m Kemacetan (%) 18.23 23.04 23.41 22.81 20.30 21.61

38 Lampiran 12 Data pengukuran kemacetan roda tanpa plat ski Jarak tempuh teoritis 5 lintasan roda Jarak tempuh aktual 5 lintasan roda Jarak tempuh Roda Pengukuran keATABELA (m) 1 9,50 2 9,65 3 9,62 4 9,48 5 9,56 Rata-rata 9,56

: :

7,85 m 7,85 m Kemacetan (%) 17,37 18,65 18,40 17,19 17,89 17,90

39 Lampiran 13 Data perhitungan kapasitas kerja penanaman benih Kapasitas kerja penenanaman benih dengan atabela menggunakan plat ski Luas lahan tertanam (A) = 58.95 m2 = 0.00589 ha Waktu selama penanaman (T) = 278 detik = 0.0772 jam Lebar olah (Lo) = 1 m  Kapasitas lapang efektif (KLE) =A/T = 0.00589 / 0.0772 = 0.0763 ha/jam  Kecepatan maju teoritis (VT) = 0.43 m/detik  Kapasitas lapang teoritis (KLT) = × = 1 × 0.43 = 0.43 m2/detik = 0.154 ha/jam  Efisiensi lapang (ELP) = KLE / KLT = 0.0763 / 0. 154 =0.4954 = 49.54 % Kapasitas kerja penenanaman benih dengan atabela tanpa plat ski Luas lahan tertanam (A) = 58.95 m2 = 0.00589 ha Waktu selama penanaman (T) = 181 detik = 0.0503 jam Lebar olah (Lo) = 1 m  Kapasitas lapang efektif (KLE) =A/T = 0.00589 / 0.0503 = 0.117 ha/jam  Kecepatan maju teoritis (VT) = 0.66 m/detik  Kapasitas lapang teoritis (KLT) = × = 1 × 0.66 = 0.66 m2/detik = 0.237 ha/jam  Efisiensi lapang (ELP) = KLE/KLT = 0.117 / 0.237 = 0.4937 = 49.37 %

40 Lampiran 14 Data pengukuran jarak tanam Titik ke1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rata-rata Standard Deviasi

 

Interval Tanam (cm) Dengan Plat ski Tanpa Plat ski 25 27 26 25 25 20 28 25 27 29 30 21 28 26 29 29 23 24 23 24 29 22 29 24 25 23 25 28 24 23 28 22 23 23 26 25 25 23 26 28 26 25 27 29 22 22 25 29 25 29 26 25 28 22 21 23 20 27 24 26 25.6 24.9 2,5

2,7

Ketepatan jarak antar benih atabela menggunakan plat ski . =1− × 100% = 72% Ketepatan jarak antar benih atabela tanpa plat ski . =1− × 100% = 75.5%

41 Lampiran 15 Data pengujian beban tarik dengan plat ski Pengulangan ke1 2 3 4 5 Rata-rata

Gaya Tarik (N) 245.25 264.87 274.68 245.25 255.06 257.02

Kecepatan(m/s) 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43

Daya Tarik (Watt) 106.63 115.16 119.43 106.63 110.90 111.75

42 Lampiran 16 Data pengujian beban tarik tanpa plat ski Pengulangan ke1 2 3 4 5 Rata-rata

Gaya Tarik (N) 117.72 107.91 127.53 117.72 137.34

Kecepatan(m/s) 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66

Daya Tarik (Watt) 77.70 71.22 84.17 77.70 90.64 80.29

43

Lampiran 17 Gambar teknik atabela

1

2

3

4

ITEM NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

A

10 B

6

12 5

5

6

PART NUMBER

Material

Rangka Utama Mur & Baud (M10) spherical plain bearing As Roda Roda Kanan Roda Kiri Pengunci As Roda Kawat Pengunci Rangka penarik Drum Benih Plat Ski Pintu Pemasukan Benih pengunci poros kawat pengunci poros

Besi kolom 30 x 30 mm Besi baja Besi Baja Besi Baja Besi strip 3 mm Besi strip 3 mm Besi baja Besi baja Besi pipa 25 mm Stainless steel 2 mm Besi baja 3 mm Stainless Steel 2 mm Besi baja Besi baja

QTY. 1 4 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2

A

B

2

13

3

C

7

C

9

4 8 1

14

11 Digambar pada : 1 Desember 2013 Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS

Judul Gambar :

Gambar Assembly Alat Tanam Benih Langsung Catatan :

Departemen Teknik Mesin & Biositem Fateta -IPB 2013

1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 10

1

2

3

4

5

6

20 A

25

385

40

200

25

200

A

B

B

50 750

150

C

C

940


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Alat Tanam Benih Langsung Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

200

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 13

1

2

3

4

5

6

600 A

A

R2

57

,5 B

620

B

20

36°

3 C

R100

55

135°

2

C

Digambar pada : 1 Desember 2013 Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Tampak Depan Alat Tanam Benih Langsung Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 6

1

2

3

4

5

6

20 A

70

A

40

B

385

25

200

25

12

60

100

B

C

C

335


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Tampak Atas Alat Tanam Benih Langsung Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 8

1

2

3

4

5

6

A

A

760 50

20

B

20

B

10

C

C

200

100

300 25


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Tampak Kanan Alat Tanam Benih Langsung Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 8

1

2

3

4

5

6

25 A

A

12

250 B

B

25

300

20

250 2,5

25

2

C

C

20

50

R1

50

150

70

680 Digambar pada : 1 Desember 2013

Judul Gambar :

Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Gambar Orthogonal Drum Benih

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 10

1

2

3

4

5

6

25 A

A

86

17,5 B

30

46

60

150

650

70

B

100

C

C

A

DETAIL A SCALE 2 : 5

Digambar pada : 1 Desember 2013

Judul Gambar :

Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Gambar Detil 1 Drum Benih

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 5

1

2

3

4

5

6

C A

20

2

25 R1

A

A

B B

B

25

50

R1

A SECTION A-A SCALE 1 : 5

200

200

15

2

200 5

2,5

C

60

C

30 DETAIL C SCALE 2 : 5 30 DETAIL B SCALE 2 : 5

D


Judul Gambar :

Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi Diperiksa oleh :


Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Gambar Detil 2 Drum Benih

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 5

1

2

3

4

5

6

100 86 A

30

46

8

A

B

B

1

R12

5

60

30

C

C


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Pintu Pemasukan Benih Padi Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 2

2

3

4

5

6

R125

1

A

A

D

SECTION B-B SCALE 1 : 1

B

B

86

8

DETAIL D SCALE 2 : 1 60

B

30

46

B

C

C


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Detai 1 Pintu Pemasukan Benih Padi Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 1

1

2

3

4

5

6

A

50

60

A

B

B

630

40

20

C

C

40


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Roda Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 10

1

2

3

4

5

6

F A

A

20

40

C

C B

B

DETAIL F SCALE 1 : 3

40

20

60

20

C

10

C

DETAIL E SCALE 1 : 3 50

20

E

8


SECTION C-C

D

SCALE 1 : 6

Judul Gambar :

Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi Diperiksa oleh :


Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Gambar Detail 1 Roda

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 6

2

3

4

5

6

40

1

760

320

180

A

40

A

B

B

C

C

760 40

40

285


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Rangka Utama Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 8

1

2

3

4

5

6

40 D

1,5

D

A

40

A

95 60 20

SECTION D-D SCALE 1 : 2

10

B

B

H

35

10

DETAIL H SCALE 1 : 4

65 20

20 C

C

G DETAIL G SCALE 1 : 4 Digambar pada : 1 Desember 2013 Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Rangka Utama Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 8

1

2

3

4

5

6

A

200

300

170

A

240

B

2

B

41

26

10

300

°

C

R1

AH

00


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

2

Proyeksi : Amerika

C

Gambar Orthogonal Plat Ski Catatan :


1

120

55

25

40

DETAIL AH SCALE 2 : 5

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 5

1

2

3

4

5

6

H A

200

102

2

300

A

B

25

50

B

240

2

40

65

55°

C

C

60

DETAIL H SCALE 2 : 5 Digambar pada : 1 Desember 2013

Judul Gambar :

Digambar oleh :

Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Gambar Detil 1 Plat Ski

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 5

1

2

3

4

5

6

A

A

25

385

B

B

385

10

C

143

C

200

°

11

0

360

660


Yahya Al Mahdi

D

Diperiksa oleh :


Judul Gambar :

Gambar Orthogonal Rangka Penarik Catatan :


1

2

Proyeksi : Amerika

Unit dalam : mm

A4 Skala 1 : 10

61

RIWAYAT HIDUP Penulis bernama lengkap Yahya Al Mahdi dilahirkan di Tasikmalaya, 6 Desember 1991. Penulis merupakan anak ketiga dari 5 bersaudara dari Bapak Heru Pratita (Alm.) dan Ibu Sri Sulastri. Penulis menyelesaikan pendidikannya di SMA Negeri 5 Bogor pada tahun 2010. Pada tahun yang sama juga, penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor Departemen Teknik Teknik Mesin dan Biosistem melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif menjadi asisten praktikum pada mata kuliah Gambar Teknik pada tahun ajaran 2012/2013 dan 2013/2014. Diluar bidang akademik, penulis mengikuti organisasi Engineering Desain Club (EDC) pada tahun 2012 sampai dengan tahun 2014. Penulis juga pernah melaksanakan Praktik Lapangan selama 40 hari kerja di PT Madubaru PG Madukismo Yogyakarta dengan judul Aplikasi Mesin pada Budidaya Tebu dan Pengolahan Gula pada tahun 2013.

DESAIN ALAT TANAM BENIH LANGSUNG TIPE DRUM UNTUK BENIH PADI YANG DIPELETKAN YAHYA AL MAHDI

Recommend Documents