terletak di atas keranjang sehingga buah tidak akan terjatuh ke tanah

1

RINGKASAN

Saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah satunya adalah alat pemetik buah. Buah-buahan yang berasal dari pohon yang tinggi cukup sulit untuk dipetik, Oleh karena itu para petani biasanya menggunakan sebuah tongkat panjang dengan keranjang kecil di ujungnya. Proses pemetikan dilakukan dengan cara yang tradisional yaitu melilitkan dahandahan disekitar buah hingga patah dan buah akan terjatuh ke dalam keranjang. Namun terkadang buah-buahan lain disekitarnya yang tidak ingin dipetik akan ikut terjatuh dan menjadi rusak, selain itu juga dapat merusak dahan pohon tersebut. Oleh karena itu, kami membuat inovasi alat pemetik buah yang menggunakan pemotong sehingga tidak perlu melilitkan dahan-dahan pohon dan merusaknya untuk mendapatkan buah di pohon yang tinggi. Pemotong tersebut terletak di atas keranjang sehingga buah tidak akan terjatuh ke tanah. Alat ini menggunakan gunting yang digerakkan menggunakan tali sehingga desain alat ini menjadi sangat sederhana, mudah dibuat dan murah. Analisis kekuatan material alat ini disimulasikan menggunakan software Autodesk Inventor™

PENDAHULUAN

Latar Belakang Saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah satunya adalah alat pemetik buah. Buah-buahan yang berasal dari pohon yang tinggi cukup sulit untuk dipetik, Oleh karena itu para petani biasanya menggunakan sebuah tongkat panjang dengan keranjang kecil di ujungnya. Proses pemetikan dilakukan dengan cara yang tradisional yaitu melilitkan dahandahan disekitar buah hingga patah dan buah akan terjatuh ke dalam keranjang. Namun terkadang buah-buahan lain disekitarnya yang tidak ingin dipetik akan ikut terjatuh dan menjadi rusak, selain itu juga dapat merusak dahan pohon tersebut. Oleh karena itu, kami membuat inovasi alat pemetik buah yang menggunakan pemotong sehingga tidak perlu melilitkan dahan-dahan pohon dan merusaknya untuk mendapatkan buah di pohon yang tinggi. Pemotong tersebut terletak di atas keranjang sehingga buah tidak akan terjatuh ke tanah. Rumusan Masalah

Bagaimana cara mengambil buah di tempat yang tinggi? Bagaimana cara mengambil buah yang tidak merusak dahan? Bagaimana cara mengambil buah yang tidak menganggu buah lain (yang tidak ingin diambil) disekitarnya?

2

Bagaimana cara mengambil buah secara kontinyu, tanpa harus menaik-turunkan alat pengambil buah? Metodologi Penyelesaian

Untuk menjawab permasalahan pada rumusan masalah, kami mendesain suatu alat yang dapat memudahkan kita mengambil buah yang terdapat di tempat yang tinggi. Kemudian alat yang digunakan ringan untuk digunakan, mudah dan sederhana dalam pemakaiannya. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah alat yang digunakan tidak merusak dahan dan buah-buah disekitarnya. Selain itu juga alat tersebut harus mampu mengambil buah yang diinginkan secara terus menerus (kontinyu) tanpa harus menaik-turunkan alat, sehingga kapasitas buah yang dipetik akan meningkat.

3

SURVEY ATAU REFERENSI

Produk Sejenis Desain alat pemetik buah yang ada dipasaran saat ini antara lain:

1

2

3

4

Gambar 1 Berbagai jenis alat pemetik buah di pasaran

Dari berbagai contoh alat di atas, dapat kita ambil kesimpulan antara lain pada gambar pertama alat tersebut hanya berfungsi sebagai tempat menampung buah yang telah diambil. Untuk gambar kedua yaitu alat pemetik buah yang kurang efisien, karena hanya dapat mengambil buah satu persatu sehingga memerlukan banyak waktu jika menginginkan jumlah pengambilan yang cukup banyak. Pada desain ketiga merupakan alat pengambil buah tradisional, kelemahan alat tersebut adalah dapat merusak dahan. Dan desain terakhir adalah alat pengambil buah dengan menggunakan pisau pemotong. Kelemahan alat ini adalah

4

saat tangkai buah tersebut dipotong, buah akan langsung jatuh ke tanah dan dapat menyebabkan kerusakan pada buah.

KONSEP DESAIN

Krtiteria desain dari alat pemetik buah yang kami rancang diantaranya harus (must) memenuhi beberapa hal yaitu: • Alat tersebut harus ringan, (terbuat dari bahan aluminium atau plastik). • Dapat digunakan oleh satu orang • Mudah digunakan. • Pisau pemotong digerakkan dengan menggunakan tenaga tangan melalui tuas. • Mekanisme pemotong sederhana, untuk memudahakan dalam perawatan. • Proses manufatur sederhana. • Proses perakitannya sederhana dan mudah, sehingga dapat dilakukan di tempat pemasangan. Selain itu juga terdapat kriteria-kriteria yang mungkin dapat dipenuhi (wish) dari desain kami yaitu: • Panjang batang dapat diatur hingga maksimum 5 m. • Harganya terjangkau (kurang dari Rp 250.000). • Dapat menyalurkan buah secara kontinyu (dengan saluran)

ANALISIS DAN SOLUSI

Pemilihan Desain

Dari berbagai pemaparan pada bab sebelumnya dan juga berdasarkan D,R & O, kami merancang suatu alat yang tidak hanya dapat memotong tangkai pohon (agar tidak merusak dahan) selain itu juga terdapat saluran agar dapat menyalurkan buah yang telah dipetik tersebut ke bawah, sehingga kapasitas pemetikan buah akan meningkat.. Kami memiliki beberapa jenis desain yang memenuhi D,R&O yang kami tetapkan. Untuk desain pertama yaitu alat pemetik buah dengan alat potong berupa pisau diafragma dan bagian penyalur buah menggunakan jaring.

5

Gambar 2 Sketsa alat dengan pisau diafragma dan jaring

Gambar 3 Pisau Diafragma

Untuk desain kedua kami menggunakan alat potong berupa pisau diafragma dan bagian penyalur berupa saluran plastik untuk menyalurkan buah yang telah dipotong.

6

Gambar 4 Sketsa alat dengan pisau diafragma dan saluran

Pada desain ketiga, kami menggunakan alat potong berupa gunting sedangkan bagian penyalur menggunakan jaring.

Gambar 5 Desain dengan alat potong gunting dan jaring

7

Untuk desain terakhir kami menggunakan alat potong berupa gunting dan bagian penyalurnyanya berupa selang plastik yang menuju ke bawah.

Gambar 6 Sketsa alat dengan gunting dan saluran

Setelah menentukan beberapa janis desain, kami menganalisis kelebihan dan kekurangan dari masing-masing alat tersebut. Untuk alat potong, kami membandingkan antara pisau diafragma atau dengan gunting yaitu: Pisau Diafragma :  Perawatan dan perbaikan alat (pisau) lebih sulit  Suku cadang sulit diperoleh  Pemakaian terbatas pada ukuran buah tertentu Gunting :  Perawatan dan perbaikan lebih mudah karena mekanisme lebih sederhana  Suku cadang lebih mudah diperoleh  Penggunaan untuk pemotongan tangkai buah lebih banyak, karena tidak berpengaruh terhadap ukuran buah Sedangkan sebagai tempat penyalur buah yang telah dipotong adalah dengan menggunakan jaring atau selang/pipa plastik yaitu: Jaring :  Dalam penggunaannya dapat tersangkut oleh dahan pohon  Perawatan dan perbaikan relatif sama dengan selang plastik Selang Plastik :  Penggunaannya hampir tidak dapat menyangkut pada dahan pohon  Perawatan dan perbaikan relatif sama dengan jaring

8

Berdasarkan pertimbangan dan analisis, maka desain dari alat yang kami rancang menggabungkan beberapa hal yang kami anggap paling baik tersebut adalah desain keempat. Jenis mekanisme pemotong tangkai buah yang diambil yaitu mekanisme pemotong seperti gunting, karena desain yang sederhana sehingga lebih mudah untuk melakukan perawatan maupun perbaikan saat terjadi kerusakan pada alat. Sedangkan untuk bagian penampung atau penyalur buah yang telah dipotong oleh alat pemotong yaitu dengan plastik. Alasannya adalah karena plastik tidak mudah tersangkut oleh dahan ataupun buah dengam permukaan yang tidak ratav(misal buah rambutan) dibandingkan dengan jaring.

Penjelasan dan Analisis Desain

Bagian Batang Pada bagian batang, kami menerapkan konfigarasi 3 jenis panjang batang, yaitu 2m, 4m dan 5m. Untuk itu kami menerapkan sistem pengunci yang terdapat pada setiap batang dengan panjang masing-masing komponen batang 2 m, 2 m dan 1 m.

Gambar 7 sistem pengunci pada batang

Untuk material pada batang kami menggunakan material nylon-606 dimana karakterstik material tersebut adalah: - Massa jenis : 1,02 g/cm3 - Modulus Young : 270 GPa - Yield strength : 110 MPa - Poisson ratio : 0,4 - UTS : 150 MPa (www.matweb.com) Untuk analisis tegangan yang terjadi pada batang, kami menggunakan software autodesk inventor. Dan pemodelannya adalah sebagai berikut :

9

Diberikan gaya aksial sebesar 50N. Besar gaya tersebut diasumsikan berat maksimum buah dan alat pemotong.

Diberikan gaya horizontal 50N. Asumsi tersebut dapat terjadi jika posisi batang miring, dan menahan berat dari massa buah dan alat pemotong.

Bagian bawah dibuat fix Gambar 8 Pemodelan batang

Berdasarkan pemodelan tersebut, kami mendapatkan hasil adalah tegangan maksimum yang terjadi pada batang tersebut adalah sebesar 37,29 MPa. Besar tegangan yang terjadi pada batang jauh di bawah kekuatan (yield strength) material, sehingga desain kami aman. (data terlampir) Bagian Alat Pemotong Pada alat pemotong kami menggunakan alat seperti gunting, dimana pada kondisi awal posisinya terbuka dikarenakan terdapat pegas. Fungsi dari pegas tersebut adalah mengembalikan gunting ke posisi terbuka setiap selesai melakukan proses pemotongan. Mekanisme kerjanya adalah pada salah satu sisi gunting dipasang tali yang dihubungkan ke katrol pada sisi lainnya. Untuk sisi lainnya dibuat diam dan disatukan dengan batang.

10

Sisi yang diam, dan dihubungkan dengan batang

Pegas pendorong

Sisi yang dapat bergerak, dihubungkan dengan tali Gambar 9 Pemodelan Gunting

Gambar 10 Pembesaran bagian katrol tali pada gunting

Untuk perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk memotong adalah sebagai berikut : - Besar konstanta pegas adalah 50 N/m - Besar gaya yang dibutuhkan untuk memotong dahan adalah sebesar 4N - Besar perpindahan yang dibutuhkan untuk menggerakkan gunting adalah sebesar 35 mm. - Perbandingan panjang tuas antara tali dan tangan adalah 1:2 Perhitungannya adalah :

11

F2

F1cos30 o

300 T cos 30o

Sehingga besarnya tegangan tali adalah sebesar 3,42 N. Dan besar gaya yang dibutuhkan untuk menekan tuas adalah 2T (perbandingan panjang antara tuas tangan dan tuas tali adalah 1:2), yaitu 6,82N. Gaya tersebut termasuk ringan karena telapak tangan dapat memberikan gaya hingga 20N pada saat kita menekan handle rem (tuas untuk melakukan pemotongan mirip dengan handle rem sepeda). Bagian Tuas Tuas merupakan salah satu komponen yang mendukung kinerja dari alat yang kami buat. Pada tuas tersebut tersambung pada tali yang menghubungkan antara gunting dan tangan. Saat pengguna alat ini ingin memotong, cukup dengan menekan tuas seperti saat kita menekan handle rem dan gunting akan memotong.

12

Tuas yang terhubung dengan tali. Tuas tekan (pengguna )

Pengunci tali Gambar 11 Tuas

Pada tuas ini terdapat pengunci tali yang fungsinya adalah untuk mengunci tali, yaitu pada saat penggunaan tongkota sepanjang 2 atau 4 m.

KESIMPULAN

Desain yang kami pilih adalah desain suatu alat pemetik buah yang aman, mudah digunakan dan juga mudah dalam pergantian komponennya. Sehingga dipilih alat pemetik buah dengan alat pemotong berupa gunting, alat penampung sekaligus sebagai alat penyalur buah yang telah dipetik. Untuk material kami memilih Nylon P-606, berdasarkan studi literatur kami mendapatkan sifat yang kami butuhkan yaitu ringan sehinga dapat digunakan oleh satu orang dan memiliki kekuatan (yield, strength dan ultimte tensile strength) yang tinggi. Berdasarkan analisis baik dari pemodelan batang melalui analisis metode elemen hingga dapat disimpulkan bahwa desain kami aman. Dengan tegangan von misses yang terjadi pada batang yaitu sebesar 37,29 MPa (untuk detailnya terdapat pada lampiran). Tegangan maksimum yang terjadi ada pada batang yang paling atas, karena selain memiliki luas area yang lebih kecil, pada bagian tersebut juga terdapat alat pemotong dan juga keranjang penyalur buah yang telah dipetik. Besar gaya pemotongan yang diberikan untuk melakukan pemotongan sebesar 6,82 N. Perhitungan tersebut didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk memotong dahan dan gaya yang diperlukan untuk menekan pegas. Komponen lain yang menerima beban adalah komponen tempat bertumpunya katrol. Berdasarkan analisis menggunakan software autodesk inventor, didapatkan hasil besar tegangan (principal stress) adalah sebesar ) 0,27 MPa. Dikarenakan besar tegangan yang terjadi baik pada batang, komponen penumpu katrol masih dibawah yield strength material, maka dapat disimpulkan desain yang kami rancang aman.

13

DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3.

4. 5.

6.

[Online] [Dikutip: 17 12 2010.] http://clevedoncounty.com/shop/fruitpickers/fruit-picker-3m-extension/. [Online] [Dikutip: 17 12 2010.] http://www.crocus.co.uk/product/_/product/apple-time/classid.2000006107/. [Online] [Dikutip: 27 12 2010.] http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?bassnum=O2500&group=G eneral&ckck=1. Amazon.com. [Online] http://www.amazon.com/TwisterPicker-Fruit-Pickerthe/dp/B000BBCUD8. 2007. Making Furniture Interactive. [Online] 17 12 2007. http://makingfurnitureinteractive.wordpress.com/2007/12/17/laser-cut-paperiris/. Suharto, Djoko. 2010. Diktat kuliah MS4101 Perancangan Untuk Keterbuatan. Bandung : s.n., 2010.

14

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PESERTA

Nama

: Arief Rachman Saputra

Tempat/Tanggal Lahir

: Bandar Lampung / 6 Maret 1989

No. Telepon

: 08568343030

E-mail

: [email protected]

Nama

: Afif Faris Rosyad

Tempat/Tanggal Lahir

: Bandung / 11 November 1989

No. Telepon

: 08562125071

E-mail

: [email protected]

Nama

: Rudi Prasetya

Tempat/Tanggal Lahir

: Boyolali, 16 Juni 1989

No. Telepon

: 08562846159

E-mail

: [email protected]

15

LAMPIRAN

Berikut merupakan gambar teknik dari komponen-komponen yang terdapat pada desain alat pemetik buah yang kami rancang.

Gambar 12 Gambar teknik tongkat 1

Gambar 13 Gambar teknik tongkat 2

16

Gambar 14 Gambar teknik tongkat 3

Gambar 15 Gambar teknik tuas

17

Gambar 16 Gambar teknik pemegang gunting yang ditumpu pada tongkat

Gambar 17 Gambar teknik pemegang gunting yang terhubung pada tali

18

Gambar 18 Gambar teknik alat pengunci tali

Gambar 19 Gambar teknik katrol

19

Gambar 20 Gambar teknik cincin penampung buah

Gambar 21 gambar teknik gunting

20

Gambar 22 Gambar alat pemetik buah (keseluruhan)