III.
A.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan penelitian ini meliputi penelitian pendahuluan, persiapan lahan, penanaman, pemeliharaan dan perancangan desain yang dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada Februari 2009 sampai Juli 2010.
B.
Bahan dan Alat
7. 8. 9.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: Plat besi dengan ketebalan 4 mm sebagai bahan konstruksi gandengan alat ke traktor. Besi kotak berongga dengan ketebalan 3 mm sebagai bahan kontruksi gandengan alat ke traktor Plat Alumunium dengan ketebalan 3 mm sebagai komponen tempat menyambung rangka alat. Alumunium siku dengan ukuran 30 x 10 x 2 mm sebagai rangka alat untuk menyokong penyisir. Lembaran nylon putih dengan ukuran 450 x 15 x 8 mm sebagai sisir. Mur dan baut yang digunakan untuk merangkai komponen yang memiliki hubungan tidak permanen. Elektroda yang digunakan untuk merangkai komponen yang memiliki hubungan permanen. Bambu Tali rafia
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Alat dan mesin yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: Gergaji mesin Gergaji alumunium Gerinda Las listrik Bor Neraca pegas, Rivet dan pelengkapan bengkel lainnya.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
C.
Pendekatan Rancangan dan Konstruksi Alat
Alat yang dirancang akan terdiri dari empat bagian utama yang berperan penting dalam pengoperasian alat, yaitu: sisir, pengatur jarak sisir, rangka, gandengan. 1. Sisir Rancangan sisir yang akan digunakan adalah dengan menggunakan lembaran nylon putih. Nylon putih dipilih karena kelenturannya tidak akan menyebabkan kerusakan pada tanaman jarak. Ukuran sisir adalah 450 x 15 x 8 mm sehingga dapat menyisir buah jarak yang berada di cabang terdalam.
2. Pengatur jarak sisir Pengatur jarak sisir dibuat agar dapat mengatur jarak antar sisir sesuai dengan diameter percabangan dan diameter batang utama tanaman. Beda setup alat pada desain adalah sebesar 5 cm, sehingga desain akan memiliki lebar jarak pemanenan dengan perbedaan sebesar 5 cm. 3. Rangka Rangka merupakan bagian utama yang akan menopang sebagian besar berat dari komponen. Selain itu, rangka yang akan memberi bentuk pada desain yang dibuat. Rangka akan dibuat cukup ringan sehingga tidak membuat gandengan rusak/patah. Oleh karena itu dipilih alumunium sebagai bahan rangka. 4. Gandengan Gandengan adalah komponen yang akan menopang keseluruhan alat dan menghubungkannya dengan traktor. Sehingga alat dapat dioperasikan oleh traktor.
D.
Uji Kinerja Alat
Parameter-parameter pengujian yang di ukur pada operasi alat pemanen tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) perlu ditentukan agar keberhasilan perancangan dapat diketahui. Pada pengujian skala laboratorium besaran yang akan diukur: a. Berat alat pemanen b. Titik berat alat pemanen yang dirancang Pada pengujian di lapang, besaran yang akan diamati dan diukur : a. Kecepatan maju traktor yang sesuai b. Jumlah buah yang terpanen
E.
Tahapan Penelitian
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu identifikasi masalah, pembatasan masalah, penelitian pendahuluan, analisis rancangan, desain alat, pembuatan alat simulasi, uji fungsional alat simulasi, konstruksi alat dan analisis data. Adapun tahapan penelitian yang dilaksanakan dapat dilihat pada Gambar 17.
1.
Identifikasi Masalah
Buah jarak yang sesuai untuk pembuatan biodiesel berwarna kuning, cokelat kehitaman dan hitam sedangkan tingkat kematangan buah jarak dalam satu malai tidak seragam, jika buah yang dipanen masih mentah akan menurunkan kualitas biodiesel. Posisi buah jarak mengikuti percabangan dari rantingnya dan tersebar. Hal ini mengakibatkan pemanenan hanya dapat dilakukan secara manual menggunakan tangan (manual) untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Jika diterapkan untuk suatu wilayah dengan luasan panen yang besar cara pemanenan tersebut sangat tidak efektif dan efesien. Sehingga dibutuhkan suatu alat bantu yang dapat melakukan pekerjaan tersebut lebih cepat dibandingkan cara manual para pemanen.
2.
Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah pada perancangan ini adalah mengenai perancangan alat pemanen jarak pagar sehingga dapat memanen buah yang telah matang (buah jarak berwarna kuning, coklat kehitaman dan hitam). Perancangan tersebut meliputi desain pemetikan buah, sudut pemanenan dan jarak optimal untuk pemetik buah jarak pagar. Sedangkan sumber tenaga dan mekanisme penyaluran daya tidak dibahas.
3.
Penelitian Pendahuluan
Sebelum melakukan perancangan alat panen dilakukan terlebih dahulu penelitian pendahuluan. Penelitian pendahuluan ini berupa uji kelenturan dari batang jarak dan pengukuran besarnya gaya untuk melepas buah jarak dari malainya. Uji kelenturan batang jarak dilakukan dengan alat UTM Instron di Laboratorium Terpadu Hasil Hutan sedangkan pengukuran besarnya gaya untuk melepas buah jarak dari malainya menggunakan neraca pegas. Alat uji kelenturan dan neraca pegas dapat dilihat pada Gambar 16.
(a) (b) Gambar 16. UTM Instron (a) dan neraca pegas (b)
4.
Analisis Rancangan
Analisis perancangan dilakukan untuk menggunakan kebutuhan komponen-komponen yang akan digunakan untuk membuat alat pemanen buah jarak pagar. Analisis ini terdiri dari analisis fungsional dan struktural yang dilengkapi dengan analisis teknik. Analisis fungsional dilakukan penentuan komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat alat panen jarak pagar. Dalam analisis struktural menentukan bentuk dan ukuran dari komponen yang sesuai dengan kebutuhan.
5.
Desain Model Alat Pemanenan
Desain alat pemanen buah jarak pagar didasarkan pada analisis perancangan dan hasil penelitian pendahuluan sehingga dihasilkan beberapa konsep desain yang fungsional maupun struktural. Konsep desain yang paling memenuhi kebutuhan secara fungsional dan struktural serta mempertimbangkan beberapa aspek yang terkait dibuatkan gambar tekniknya.
6.
Pembuatan Model Alat Pemanenan
Pada tahap ini dilakukan pembuatan alat simulasi pemanenan jarak pagar untuk melihat optimalisasi rancangan fungsional alat ini. Rancangan yang dibuat adalah pemetik buah jarak pagar. Simulasi pemetik yang dibuat berupa sisir dari bambu.
7.
Uji Fungsional dan Mekanisme Model Alat Pemanenan
Metode pengujian yang dilakukan adalah metode uji fungsioanal. Pengujian ini bertujuan untuk melihat mekanisme kerja alat sesuai dengan rancangan, jika tidak sesuai maka perlu dilakukan perubahan-perubahan jika memungkinkan. Langkap pertama pengujian yaitu melihat sudut dan arah pemanenan yang dapat mengoptimalkan pemanenan buah jarak. Selanjutnya jarak antar sisir yang sesuai dan antar jarijari sisir serta kelenturan dan lebar jari-jari sisir. Langkah terakhir adalah pengujian kecepatan pemanenan yang sesuai.
8.
Konstruksi Alat Pemanen
Parameter-parameter dari lahan yang sudah diketahui, kemudian digunakan untuk mendesain komponen-komponen penyusun alat pemanen tanaman jarak pagar. Setiap komponen, maupun antar komponen akan didesain sehingga akan dihasilkan fungsionalitas dari desain terpenuhi. Komponen penyusunnya, diantaranya adalah penyisir, pengatur jarak antar sisir, rangka dan gandengan.
9.
Prototype Alat Pemanen
Proses konstruksi ini akan menghasilkan sebuah prototype berupa alat pemanen, yang seluruh mekanismenya dapat berjalan dengan baik, sehingga secara fungsional proses desain sudah dapat dikatakan berhasil. Apabila rancangan belum mampu berjalan secara baik, maka akan dilakukan proses iterasi sehingga dihasilkan desain yang dapat berjalan secara fungsi dan secara struktur.
10.
Uji Performansi Alat Pemanen
Proses konstruksi yang telah dilakukan kemudian akan dilanjutkan dengan pengujian kinerja. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kualitas dan kinerja dari alat pemanen tanaman jarak pagar. Pengujian dan pengukuran dilakukan di bengkel dan di lahan percobaan. Pengukuran yang dilakukan di bengkel bertujuan untuk mengetahui berat mesin. Sedangkan pengujian yang dilakukan di lahan percobaan bertujuan untuk mengetahui kecepatan operasi alat di lahan. Pengukuran berat alat dilakukan secara langsung di bengkel leuwikoppo dengan menggunakan timbangan. Pengukuran dilakukan beberapa ulangan pada desain yang diukur. Selain pengukuran massa, akan dilakukan analisis massa untuk menentukkan titik pusat massa alat pemanen yang telah dirancang. Pengujian berikutnya adalah untuk mengetahui kecepatan maju traktor yang optimal dalam pemanenan di lahan. Hal terakhir yang dilakukan adalah mengitung jumlah buah terpanen dan tertinggal di tanaman sehingga dapat melihat optimalisasi hasil kinerja alat dalam pemanenan.
Mulai
Identifikasi masalah
Pembatasan masalah
Penelitian pendahuluan
Analisis rancangan
Desain alat
Pembuatan model alat pemanenan
Uji fungsi dan mekanisme
Tidak
Ya
Konstruksi alat pemanen
Prototype alat pemanen
Uji Performansi
Tidak
Ya
Selesai
Gambar 17. Diagram alir desain alat pemanen buah jarak pagar.
