II. TINJAUAN PUSTAKA A. Traktor Pertanian Traktor adalah suatu mesin traksi yang utamanya dirancang dan dinyatakan sebagai penyedia tenaga bagi peralatan pertanian dan perlengkapan usaha tani (Sembiring 1998). Traktor roda empat merupakan mesin berdaya gerak sendiri berupa motor diesel, beroda empat (ban karet atau ditambah roda sangkar dari baja) yang mempunyai tiga titik gandeng, berfungsi untuk menarik, menggerakkan, mengangkat, mendorong alat dan mesin pertanian dan juga sebagai sumber daya penggerak (SNI 7416:2010). Traktor pertanian lebih merupakan sebagai sumber daya utama dalam bidang pertanian di negara–negara yang telah maju. Di Indonesia dimana daya manusia dan hewan masih merupakan sumber daya utama pada pertanian rakyat di pedesaan traktor pertanian telah diintroduksikan pula, sedangkan pada perusahaan–perusahaan pertanian, traktor–traktor pertanian telah menjadi sumber daya utama (Muliono 1978). Traktor roda ban dengan roda satu atau dua umumnya dikenal sebagai traktor tangan untuk pertanian pada lahan sempit atau pada luasan lahan yang tidak begitu luas. sedangkan traktor beroda tiga digunakan untuk kegiatan antar barisan tanaman terutama dalam kegiatan pemeliharan tanaman. Traktor beroda empat atau lebih umumnya mempunyai motor penggerak yang lebih besar dan sering digunakan untuk penyiapan pada lahan pertanian. Traktor tersebut dapat dengan penggerak 2WD atau 4WD sebagai traksi yang sangat besar untuk traktor tersebut (Sitompul 1991). Ketika traktor pertama kali digunakan untuk pengoperasian peralatan lapangan, semua mesin ditarik dibelakang traktor. Dengan dikembangkannya penyadap daya, mesinmesin lain seperti misalnya pembabat dan pemetik jagung, dipasang dan dimuat pada traktor. Unit peralatan pertama yang dipasang pada traktor membutuhkan tenaga yang cukup banyak pada waktu memasang dan membongkar. Peralatan usaha tani sebelum abat ke 19 ditarik oleh hewan, di bimbing dengan tangan dan diangkat secara manual. Kemudian, ketika peralatan dipasang diatas roda, untuk menaikkan dan menurunkan unit-unit kerjanya digunakan tuas. Alat pengangkat dengan tenaga mesin traktor dikembangkan pada tahun 1930 untuk menaikkan dan menurunkan mesin tanam dan mesin pendangir yang dipasang pada traktor untuk tanaman yang berbaris (Smith 1990). Mesin dan alat pertanian dapat dikelompokkan berdasarkan jenis pekerjaan yang dilakukannya, antara lain: alat pengolahan tanah (bajak atau garu), alat penanam, alat pemupuk, mesin pengabut atau penyemprot, alat penyiang, mesin pemanen dan alat pengangkut. Sumber tenaga penggeraknya dapat dari tenaga manusia, hewan atau mesin (Suastawa 2001). A.1. Klasifikasi Traktor Pertanian Roda Empat Menurut SNI 7416:2010, berdasarkan besaran daya sumber penggerak motor diesel dan kategori tiga titik gandeng, traktor roda empat diklasifikasikan kedalam 4 kelas, seperti yang disajikan pada tabel dibawah ini:
3
Tabel 1. Klasifikasi traktor roda empat berdasarkan besaran daya penggerak motor diesel dan kategori tiga titik gandeng Klasifikasi traktor Daya motor (kW) Kategori tiga titik gandeng Traktor mini 9 – 15 1 Traktor kecil 15 – 35 1 Traktor sedang 30 – 75 2 Traktor besar 60 – 168 2 dan 3 Traktor sangat besar 135 – 300 3dan 4 Sedangkan berdasarkan jumlah poros penggerak roda, traktor roda empat dapat diklasifikasikan kedalam dua jenis yaitu: a) Traktor dengan poros penggerak tunggal (two wheel drive, 2WD); yaitu traktor yang digerakkan oleh kedua roda belakang. b) Traktor dengan poros penggerak ganda (four wheel drive, 4WD); yaitu traktor yang digerakkan oleh keempat roda. A.2. Konstruksi Utama Traktor Roda Empat Traktor roda empat terdiri dari bagian-bagian utama sebagai berikut: Mesin (engine)
Alat untuk penyaluran tenaga (power transmission device) Alat untuk bergerak (running device) Alat untuk bekerja (working device) Alat untuk kemudi (steering device)
Gambar 1. Bagian – bagian traktor roda empat tipe Kubota B6100 (http://bos.fkip.uns.ac.id/pub/ono/pendidikan/materi-kejuruan/pertanian/budi-dayatanaman/mengoperasikan_traktor_roda_4.pdf) 4
A.3. Pengendali Manual Traktor Roda Empat
Gambar 2. Bagian tuas dan pedal pengatur traktor roda empat (http://bos.fkip.uns.ac.id/pub/ono/pendidikan/materi-kejuruan/pertanian/budi-dayatanaman/mengoperasikan_traktor_roda_4.pdf) a. b. c. d.
e.
f. g. h. i. j.
k. l.
Roda kemudi berfungsi untuk mengubah arah gerak traktor melalui putaran roda depan. Tuas akselerasi (pengatur gas) berfungsi untuk menjaga agar kecepatan jalan traktor tetap konstan pada saat dioperasikan. Tuas hidrolik berfungsi untuk menggerakkan lengan pengangkat implemen. Tuas perseneleng utama berfungsi untuk mengatur kecepatan maju dan kecepatan mundur traktor, biasanya tuas perseneleng terdiri dari 3 atau 4 kecepatan maju dan satu kecepatan mundur. Tuas perseneleng cepat/lambat digunakan untuk membedakan kecepatan di lahan (pada saat mengolah tanah) dan kecepatan ketika di jalan. Dengan tuas perseneleng cepat/lambat, kombinasi kecepatan menjadi 6 atau 8 maju dan 2 mundur. Tuas perseneleng PTO berfungsi untuk mengubah kecepatan putar poros PTO yang diinginkan. Setiap jenis traktor memiliki jumlah kecepatan yang berbeda-beda. Tuas gardan depan berfungsi untuk menyambung garden depan apabila diperlukan. Garden depan digunakan untuk memperbesar daya tarik traktor. Pedal kopling berfungsi untuk menghubungkan dan melepaskan hubungan antara motor penggerak dengan transmisi. Pedal rem (kanan dan kiri) berfungsi untuk membantu traktor berbelok secara tajam, baik ke kanan maupun ke kiri. Pedal gas berfungsi untuk mempercepat dan memperlambat putaran motor penggerak. Apabila pedal gas ditekan maka putaran motor penggerak akan semakin cepat dan sebaliknya. Tuas rem parkir berfungsi untuk menahan rem tetap pada posisi mengerem. Pedal pengunci differensial (gardan) berfungsi untuk menyamakan putaran kedua roda belakang.
B. Tiga Titik Gandeng Traktor pada masa lalu hanya memiliki satu titik gandeng, yaitu drawbar hitch, yang hanya dapat menarik implemen saja tanpa dapat mengangkutnya untuk transportasi. Tiga titik gandeng, atau yang lebih dikenal dengan nama three point hitch, telah menjadi standar pada kebanyakan traktor. Three point hitch terdiri dari upper link point, upper link,
5
lower link point dan lower link. Dimensi pada hitch point telah distandarisasi oleh ASAE (American Society of Agriculture Engineers) sejak tahun 1959. Traktor pada gambar 1 telah dilengkapi dengan three point hitch dan sebuah drawbar. Terminologi pada three point hitch disajikan pada Gambar 4 (Srivastava 1993). Sebuah single-acting hydraulic cylinder digunakan untuk menaikkan dan menurunkan implemen yang dipasang. Dua buah lower link, kiri dan kanan, mampu bergerak naik yang dioperasikan oleh tekanan hidrolik, dan bergerak turun oleh gaya gravitasi implemen. Pengaturan ketinggian implemen dilakukan oleh operator melalui alat tuas implemen dari kursi duduk operator. Dalam pengolahan tanah, implemen pengolahan tanah umumnya diangkat pada saat traktor berbelok (Srivastava 1993).
Gambar 3. Three point hitch pada traktor (Srivastava 1993)
Gambar 4. Kelengkapan penumpu tiga titik (Srivastava 1993)
Gambar 5. Bagian penumpu tiga titik (Srivastava 1993)
6
C. Bajak Singkal Bajak merupakan alat pertanian yang paling tua, telah dipergunakan sejak 6000th SM di Mesir. Pada awal mulanya bajak sepenuhnya ditarik oleh hewan seperti kerbau, kuda dan sapi. Banyak dijumpai berbagai bentuk rancangan bajak, hal ini pada umumnya dimaksudkan untuk dapat memperoleh penyesuaian antara tujuan pengolahan tanah dan peralatan yang dipergunakan. Keppner dalam Tasliman menyatakan bajak singkal merupakan salah satu di antara alat pertanian tertua dan umumnya dianggap sebagai alat yang paling penting. Pembajakan menyerap tenaga traksi lebih besar dibanding semua pengerjaan lapangan lainnya. Meskipun pengkajian terhadap hasil panen telah memberi petunjuk bahwa pada keadaan tertentu pada beberapa tanaman budidaya tertentu tidak terlihat adanya keuntungan dari dilakukannya pembajakan. Bajak singkal sejauh ini masih merupakan alat yang paling banyak digunakan untuk olah tanah pertama pada penyiapan persemaian. SNI 7416:2010 tentang “Unjuk kerja dan cara uji traktor pertanian roda empat” menyatakan bahwa bajak singkal merupakan alat pengolah tanah pertama (pembajakan) berbentuk singkal yang digandengkan pada tiga titik gandeng dibelakang traktor dan berfungsi untuk memotong, mengangkat, membalikkan dan memecah bongkahan tanah hasil pembajakan dimana sudut bajak menentukan kedalaman, sedangkan jumlah mata bajak dan lebar mata bajak menentukan lebar pembajakan. Berdasarkan bentuk dan kegunaannya, secara garis besar bajak dibedakan atas beberapa jenis, yaitu bajak singkal (mold board plow), bajak piringan (disk plow), bajak rotari atau bajak putar (rotary plow), bajak pahat (chisel plow), dan bajak tanah bawah (sub soil plow). Bajak singkal termasuk jenis bajak yang paling tua. Di Indonesia jenis bajak singkal inilah yang paling umum digunakan oleh petani untuk melakukan pengolahan tanah mereka, dengan menggunakan tenaga ternak sapi atau kerbau, sebagai sumber daya penariknya. Saat ini penggunaan traktor untuk menarik bajak singkal mulai dikenal luas di Indonesia. Bajak singkal secara umum dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu: 1. Bajak singkal satu arah (one way moldboard plow), adalah jenis bajak singkal dimana pada waktu mengerjakan pengolahan tanah akan melempar dan membalik tanah hanya dalam satu arah. Lemparan atau pembalikan tanahnya biasanya dilakukan ke arah kanan 2. Bajak singkal dua arah ( two way / reversible moldboard plow), adalah jenis bajak singkal dimana pada waktu mengerjakan pengolahan tanah, arah pelemparan atau pembalikan tanahnya dapat diatur dua arah yaitu ke kiri maupun ke arah kanan. Jenis bajak ini mempunyai mata bajak yang kedudukannya dirancang untuk dapat diputar ke kanan ataupun ke kiri dengan cepat, sesuai dengan arah pelemparan ataupun pembalikan tanah yang dikehendaki.
D. Kecelakaan Kerja dengan Traktor Miller dan Fragar menyebutkan bahwa faktor lingkungan, dalam hal ini kemiringan lahan merupakan faktor kedua dari banyak kecelakaan yang terjadi di lahan. Traktor yang sedang bergerak mengalami kerusakan pada rem tangan atau kegagalan operator dalam menggunakan rem tangan. Pada beberapa kasus operator terjatuh bahkan terlempar dari traktor dikarenakan lahan yang berbatu atau menabrak sesuatu menjadi faktor terjadinya kecelakaan. Faktor
7
lingkungan pada umumnya menjadi bagian normal dari aktivitas di lahan pertanian, hanya sedikit yang dapat dikurangi untuk meminimalisir terjadinya kecelakaan. Hal yang penting dalam pengurangan bahaya pada aktivitas pertanian dapat berupa metode untuk menghindari bahaya akibat faktor lingkungan seperti menerapkan good work practices atau meningkatkan implemenasi teknologi pada traktor. Beberapa sumber tentang terjatuhnya operator dari traktor menyebutkan bahwa operator berdiri pada operator platform untuk menghilangkan pegal-pegal pada punggung, atau bahkan pada satu kasus berdiri di platform untuk mengurangi ketidaknyamanan duduk di kursi.
E. Traktor dengan Kendali Radio Control Menurut Stentz et al. (2002), traktor digunakan dalam berbagai macam kegiatan di bidang pertanian. Bila dilengkapi dengan implemen yang tepat, traktor dapat membajak, menyiang, memupuk, menyemprot, menarik beban, memotong hingga memanen. Fungsi yang banyak dari traktor membuat traktor menjadi target utama otomasi. Otomasi dapat meningkatkan produktivitas dengan peningkatkan kecepatan kerja mesin rata-rata di lahan, meningkatkan keamanan dengan memisahkan operator manusia dengan mesin dan meminimalisir risiko kecelakaan, dan menurunkan biaya operasional dengan mengurangi pekerja dan perawatan bagi setiap mesin. Menurut Oksanen, kendaraan masa depan di bidang pertanian akan tidak membutuhkan awak lagi, operator cukup hadir dengan duduk pada kendaraan lain di dekatnya atau bahkan mengendalikan dari ujung lahan. Menurut Liu, traktor dengan kendali remote control adalah traktor yang operasinya dikendalikan atau dioperasikan melalui sebuah sistem kendali jarak jauh. Untuk itu, sebuah sistem radio control digunakan untuk mengendalikan operasi-operasi penting pada traktor secara jarak jauh. Operator dari sebuah traktor radio control dapat mengendalikan secara virtual dengan mengatur tuas dan tombol kendali pada radio transmitter.
Gambar 6. Bagan kerja dari traktor radio control (http://lamar.colostate.edu/~jhliu/radio_control_tractor.html) 8
Pada traktor terdapat beberapa receiver dengan channel berbeda yang tersambung dengan servo. Servo ini akan menekan satu atau dua tuas kendali dengan memutar lengan servo. Tuas yang dikendalikan akan menyalakan atau mematikan arus listrik dari actuator, yang akan menentukan operasi dari traktor. Ketika seorang operator menaikkan atau menekan tombol pada transmitter, receiver akan menerima sinyal dari transmitter dan akan meneruskannya pada servo yang sesuai. Putaran lengan servo akan menimbulkan arus listrik untuk menggerakkan actuator atau DC gearmotor, yang akan menggerakkan bagian tertentu dari traktor, seperti sumbu kendali, pedal rem, pedal kopling, motor starter dan tuas bahan bakar. Untuk sebuah traktor dengan radio control, beberapa komponen penting pada traktor perlu dimodifikasi dan dirancang ulang sehingga dapat dikendalikan menggunakan sistem radio control, namun beberapa bagian seperti gear dan tuas akselerasi tetap dikendalikan secara manual.
F. Sistem Kendali Radio Control Sebuah set radio control digunakan untuk mentransfer sinyal radio dari transmitter menuju tuas elektrik. Termasuk di dalamnya adalah transmitter dan conventional control box. Seorang operator biasanya memegang transmitter, sementara conventional control box dipasang pada traktor. Salah satu transmitter adalah Smart Peripheral Controller / SPC Wireless Gamepad Interface. SPC Wireless Gamepad Interface adalah sebuah media penghubung antara manusia dengan berbagai macam peralatan elektronika yang akan dikontrol secara nirkabel. Modul ini cocok untuk mengendalikan berbagai macam peralatan elektronika yang memerlukan banyak aksi kontrol, baik kontrol analog maupun kontrol digital. Contoh aplikasinya adalah robot mobil, robot lengan, mainan remote control, kamera pengintai, dan lain-lain. Sistem ini terdiri dari sebuah gamepad yang biasa digunakan pada console PlayStation®, sebuah modul berbasis mikrokontroler (modul TX) yang digunakan untuk membaca data-data penekanan pada tombol-tombol digital dan joystick analog di gamepad dan memancarkan data-data tersebut pada Radio Frequency (RF), serta sebuah modul berbasis mikrokontroler (modul RX) yang digunakan untuk menerima data-data yang dipancarkan tersebut dan menerjemahkannya menjadi sinyal-sinyal digital dan Pulse Width Modulation (PWM).
Gambar 7. SPC Wireless Gamepad Interface (http://www.mikron123.com/components/com_virtuemart/shop_image/product/c73 89c6735848123bc651209a3d9017c.jpg) 9
Frekuensi 433MHz digunakan karena membutuhkan tenaga yang kecil dan tidak membutuhkan lisensi pada ISM (Industrial, Scientific and Medical) bagian dari pita frekuensi UHF (Ultra High Frequency). Frekuensi 433 MHz juga merupakan frekuensi yang memiliki performa paling baik pada lingkungan yang ramai seperti perkantoran, sentra data dan rumah sakit karena frekuensi rendah dapat mengurangi efek terjadinya pemantulan dan pembiasan. Spesifikasi SPC Wireless Gamepad Interface sebagai berikut: Daya bisa diperoleh dari baterai 4,8 – 5,4 Volt atau sumber catu daya lain dengan tegangan 9 – 12 V. Bekerja pada pita frekuensi 433 Mhz. Jari-jari jangkauan maksimum 100 meter. Tersedia 60 kanal komunikasi.
Autoscanning kanal komunikasi yang kosong (secara bergantian). Tersedia antarmuka UART untuk mengirimkan data tambahan wireless. Pin Input/Output kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.
secara
Kompatibel dengan modul-modul EMS H-Bridge. Terdapat 2 set output PWM dengan frekuensi 300 Hz. Kompatibel dengan gamepad DUALSHOCK® 2 untuk PlayStation® 2. Mendukung 12 tombol aksi, 4 tombol arah, dan 2 joystick analog pada gamepad. Mendukung mode getar pada gamepad
Sabuk transmisi
Roda kemudi
Motor listrik
Gambar 8. Motor listrik penggerak roda kemudi
G. Uji Unjuk Kerja Rachman dalam Tobing menyatakan bahwa uji unjuk kerja lapangan, meliputi uji lapangan pengolahan tanah di lahan kering dan lahan sawah dengan implemen pendukung untuk mengukur kapasitas kerja, kedalaman pembajakan, lebar kerja pembajakan, kecepatan kerja pembajakan, kecepatan kerja penggaruan, lebar kerja penggaruan, slip roda, efisiensi lapang sampai lahan yang dikerjakan siap untuk ditanami. Berdasarkan SNI 02-3155-1992 pengukuran lingkaran putar dan spasi putaran juga dilakukan pada traktor pertanian bergandar ganda. Beberapa istilah dalam uji unjuk kerja antara lain:
10
G.1. Kapasitas Lapangan McKibben dalam Srivastava (1993) menyatakan bahwa kapasitas lapangan adalah jumlah yang dapat dikerjakan oleh sebuah mesin per satuan jam. Kapasitas lapangan dapat dibedakan dalam satuan bahan dan luas. Kapasitas lapangan dibedakan menjadi dua, yaitu kapasitas lapangan efektif (KLE) dan kapasitas lapangan teoritis (KLT). Kapasitas lapangan efektif diukur berdasarkan luas hasil kerja dibagi dengan waktu yang dibutuhkan di lapangan. Kapasitas lapangan teoritis merupakan hasil pengkalian antara nilai kecepatan traktor tanpa slip dengan lebar kerja implemen (SNI 7416:2010) G.2. Kapasitas Lapangan Teoritis Kapasitas lapangan teoritis (KLT) merupakan hasil pengkalian antara nilai kecepatan traktor tanpa slip dengan lebar kerja implemen G.3. Kapasitas Lapangan Efektif Kapasitas lapangan efektif (KLE) merupakan kapasitas lapangan yang diukur berdasarkan luas hasil kerja dibagi dengan waktu yang dibutuhkan di lapangan. G.4. Efisiensi Lapangan Efisiensi lapangan adalah perbandingan antara KLE dan KLT yang dinyatakan dalam persen yang merupakan unjuk kerja suatu traktor. G.5. Kecepatan Kerja Kecepatan kerja (working speed) merupakan jarak yang ditempuh traktor per satuan waktu pada saat operasi di lapangan. G.6. Jari-jari Putar Jari-jari putar (turning radius) merupakan jari-jari lingkaran terkecil roda terluar traktor tegak lurus dari putaran traktor. G.7. Spasi Putaran Spasi putaran (turning space) merupakan diameter lingkaran terkecil dari putaran traktor yang diukur dari pusat lingkaran ke bagian terluar traktor
11
