Becht C, and Don, Frikken. 2017. ASME B31. 3 Process Piping. Engineering Company Inc.
Barus, S. , 2016. Program Simulasi Pengelolaan Traktor Untuk pengolahan Tanah di Lahan Sawah (studi kasus: Kecamatan Perbaungan Kabupaten Serdang bedagai) [Skripsi]. Program Studi Keteknikan Peranian USU, Medan.
Casey S, dkk. 2012. Sprayer Method in the Air. Swedia press. London.
Djojosumarto, P. 2008. Teknik Aplikasi Pestisida Pertanian Edisi Revisi. Kanisius.
Yogyakarta.
Fitri, N. R. Erlina A., dan Nasih, W. 2007. Pengaruh Dosis dan Frekuensi Pemberian Pupuk Organik Cair Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Buncis. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan VII (1) : 43-45.
Harsokoesoemo, H, D. 1999. Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan Produk). Dirjen Pendidikan Tinggi Dapartemen Pendidikan Nasional, Bandung
Hidayat. 2001. Strategi Pengembangan Alat dan Mesin Pertanian untukUsahataniTanaman Pangan. IPB.
Indrawan. 2010. Sistem, Model dan Simulasi. Surakarta : Universitas Sebelas Maret.
Kementrian Pertanian. 2011. Pestisida. Direktorat Jendral Tanaman Pangan.
Jakarta.
Maryudi dan A. Irma. 2017. Aliran Fluida. IPB. Bogor.
Mimin, M, Ade, M. , Roni, K. , dan Dedi, P. 1992. Rancang Bangun dan Pengujian Sprayer Elektrostatik Piringan Berputar. Laporan Penelitian.
Lembaga Penelitian UNPAD. Jakarta.
Nurahman. 2015. Sprayer Berbasis Balon Udara Panas. Skripsi IPB. Bogor.
Parman, Sarjana. 2007. Pengaruh Pertumbuha Pupuk Organic Cair Terhadap Pertumbuhan Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L. ). Semarang:
Labolaratorium Biolagi Struktur Dan Fungsi Tumbuhan Jurusan Biologi Fakultas FMIPA UNDIP.
Parnata, Ayub S. 2004. Pupuk Organik Cair Aplikasi dan Manfaatnya. Jakarta.
Agromedia Pustaka.
Petrucci, Ralph H. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi keempat-jilid
Rhudy, A. 2003. Jalan pestisida masuk. Diakses dari www.anggrek/infoxl. [15 Oktober 2019.
Roberto. 2010. Equipment Setup for Aerial Aplication of Liquid Pesticides. LSU.
[15 oktober 2015].
Rudiansyah, A. 2012. Desain Transporter Tandan Buah Segar Tipe Trek Kayu.
Skripsi IPB. Bogor.
Suharno. 2005. Bahan Kuliah Serealia. Dinas Pertanian DIY. Diakses dari http://www.distan.pemda-diy.go.id [14 oktober 2019]
Sukma, Y, dan Yakup. 1991. Gulma dan Teknik Pengendaliannya. Rajawali Sularso, K. Suga. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradya
Paramita. Jakarta.
Surya, D. 2010. Manajemen Kinerja Falsafah Teori dan Penerapannya. Pustaka Belajar. Yogyakarta.
Udin, H. 2012. Sprayer Mekanisasi Pertanian. Ternate (ID). Universitas Khairun.
Waveland. 2015. PVC. www.infopipe.com. [27 oktober 2019].
LAMPIRAN
Lampiran 1. Flowchart Pelaksanaan Penelitian
Tidak
Mulai
Identifikasi masalah
Pengembangan dan Perumusan Ide desain
Data pendukung
Penetapan mekanisme
Gambar Konseptual
Analisis Rancangan
Disain alat Gambar teknik
Rumus Perhitungan
Simulasi rancangan menggunakan
SolidWorks
Valid Ya
Lampiran 2. Perhitungan Rancangan Alat 1. Balon
Balon direncanakan sebagai media yang digunakan untuk mengangkat rangakain pipa. Untuk satu balon, direncanakan memiliki diameter 130 cm, maka volume balon adalah :
Volume =4
3×3,14 ×(130 cm)3
= 1.149 cm3
= 1,14 m3
Untuk perhitungan berapa massa yang bisa diangkat oleh balon dengan volume 1,14 m3adalah:
Massa = ρ udara - ρ helium ×Vhelium
= (1,29 – 0,18) × 1,14 m3
= 1,26 Kg
Berat dari rangkaian pipa pvc diameter 1/2 inch sepanjang 11 meter adalah 3200 gr dan berat dari pestisida ataupun pupuk cair pada pipa adalah 3050 gr, maka banyaknya balon adalah :
Banyaknya balon = Berat pipa+Berat bahan Kemampuan angkat dari balon
3200 gr + 3050 gr 1034 gr
= 4,96
Untuk gaya keatas yang bekerja pada sebuah balon helium dengan massa jenis 0,18 kg/m3dengan diameter 130 cm adalah :
Fa = ρ × g × v
= 1,29 Kg/m3x 1,14 m3x 9,8 m/s2
= 14,41 N
2. Pipa
Pipa yang direncanakan adalah pipa jenis pvc (polyvinyl chloride /polivinil klorida) karena kemudahan dalam pengadaan bahan, dan berat yang relatif lebih ringan dibandingkan jenis lainnya serta tingkat elastisitasnya. Pipa yang digunakan direncanakan berdiameter 1/2 inch dan panjang 11 meter.
a. Rancangan rangka
Untuk perhitungan rangka, beban yang diangkat adalah pestisida atau pupuk cair, beban tersebut bertumpu pada dua buah tali yang diikat di tiang dan diangkat oleh 7 buah balon
C D E F G
14,41 N 14,41 N 14,41N 14,41 N 14,41 N
2000 mm
A 11000 mm B
Berdasarkan skema gaya pada gambar, kesetimbangan gaya
Σ Fx = 0
Σ Fy = 0
RA+ F1+ F2+ F3+ F4+ F5+ F6+ F7+ RB = 0
RA + (-14,41 N - 14,41 N -14,41 N -14,41 N - 14,41 N ) + RB = 0
RA+ RB - 72, 14 N = 0
RA+RB 14, 14 N
Kesetimbangan gaya luar
Untuk menentukan gaya pada tumpuan RA dan RB maka diasumsikan jumlah momen gaya pada titik A = 0
Σ MA = 0
(F1× LAC) + (F2×LAD) + (F3 × LAE) + ( F4 ×LAF) + (F5×LAG) + (F6×LAH) + (F7 × LAI) - (RB ×LAB) = 0
(14,41 N × 2000 mm) + (14,41 N × 4000 mm ) + ( 14,41 N ×6000 mm ) + (14,41 N × 8000 mm ) + ( 14,41 N ×10000 mm) - (RB ×11000 mm) = 0
432300 Nmm - 11000 mm RB = 0
RB = - 432200 Nmm -11000 mm
= 39,3 N
RA = 72,05 N - 39,3 N = 32,75 N Kesetimbangan Gaya Dalam
a. Momen pada titik A
Karena titik A menjadi acuan perhitungan, maka tidak ada momen yang terjadi pada titik A ( Σ MA = 0 Nmm)
b. Momen pada titik C
Gaya yang bekerja mulai dari titik A sampai titik C yaitu F1 sebesar 2,02N dan terdapat jarak dari titik A ke titik C sepanjang 785,25 mm.
∑ MC = F1 × LAC
= 14,41 N × 2000 mm
= 28820 Nmm
c. Momen pada titik D
Gaya yang bekerja mulai dari titik A sampai titik D yaitu F2 sebesar 2,02N dan terdapat jarak dari titik A ke titik D sepanjang 2356,75 mm.
∑ MD = F2 × LAD
= 14,41 N × 4000 mm
= 57640 Nmm
d. Momen pada titik E
Gaya yang bekerja mulai dari titik A sampai titik E yaitu F3 sebesar 2,02N dan terdapat jarak dari titik A ke titik D sepanjang 3928,25 mm.
∑ ME = F3 × LAE
= 14,41 N × 6000 mm
= 86460 Nmm
e. Momen pada titik F
Gaya yang bekerja mulai dari titik A sampai titik F yaitu F4 sebesar 2,02N dan terdapat jarakdari titik A ke titik F sepanjang 5499,75 mm.
∑ MF = F4 × LAF
= 14,41 N × 8000 mm
= 115280 Nmm
f. Momen pada titik G
Gaya yang bekerja mulai dari titik A sampai titik G yaitu F5 sebesar 2,02N dan terdapat jarakdari titik A ke titik G sepanjang 7071,25 mm.
∑ MG = F5 × LAG
= 14,41 N × 10000 mm
= 144100 Nmm
g. Momen pada titik B
∑MB = RA × LAB - F1 × LCB - F2 × LDB - F3 × LEB - F4 × LFB - F5 × LGB - F6 × LHB - F7 × LIB
= (32,75 N × 11000 mm) – (14,41 N × 10000) – (14,41 N × 8000) – (14,41 N × 6000) - (14,41 N × 4000) – (14,41 N × 2000 mm)
= 0
Ditinjau dari titik A, momen terbesar terdapat di titik E
M = RA × 6000 = 196500 Nmm
Ditinjau dari titik B, momen terbesar terdapat di titik E
M = RB × 6000 = 235800 Nmm
Jenis pipa pvc memiliki tegangan tarik maks (σt maks) = 40,7 MPa
Dengan mempertimbangkan keamanan (faktor keamanan 2) , maka:
σb ( tegangan bengkok) =40, 7 MPa
2 = 20,35 MPa =20,35 N/mm2
Karena bahan yang digunakan berbentuk pipa maka sesuai persamaan 2. Jika pipa yang digunakan berdiamater 1/2 inch = 12, 7 mm (di), misalkan
Do = (Di + 2 t), maka :
Wb = π ((Di + 2t)4- Di4) 32(Di + 2t) Sesuai dengan Persamaan 1, maka:
t4+ 25, 4 t3+ 241, 94 t2– 1410, 19 t – 11979, 13 = 0
dari grafik dengan polinomial 2 didapatkan persamaaan : y = 335,51 x2+ 261,13 x – 12999 dengan R2= 0
dengan menggunakan persamaan t1, 2
= - B ± B2-4 AC 2A
= - 261,13 + 261, 132- 4 (335,51×12999) 2 (335,51)
= 5,88 mm Perhitungan Pompa air
Diameter pipa isap = diameter pipa keluar = 1/2 inch = 12,7 mm = 0,0127 m Luas penampang pipa
A = π 4d2
=3, 14
4 (0,0127 m)2
Ketebalan
Poly (Ketebalan)
= 0,000126 m2
Misal debit yang mengalir = 0,66 l/det (spesifikasi pompa pada 1000 Rpm di pompa atau 2860 Rpm dimesin) = 0,00066 m3/ det
Dimana :
Untuk mencari ketinggian air yang bisa di pompa:
H = ha + ∆hp + hl + V2 2g
= ha + ∆hp + (hld + hls) +V2 2g Keterangan:
H = Head status total (perbedaan tinggi antara muka air disisi keluar dan sisi isap)
Ha = 1,7 + 0,5
∆hp = Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air
= hp2 - hpl = 0 (karena kedua permukaan air berhubungan dengan udara luar P = satu)
∆hl = Berbagai kerugian head di pipa, belokan sambungan ( hld + hls)
Kerugian ujung masuk pipa H1 = fV2
2g
Dimana f = Lengkung sumbu belokan= 1800= 0,5 (ketentuan dari tabel )
H1 = 0, 5 × (5, 23 m/det)2 2(9, 81 m/det2)
= 0,13 m Kerugian pada belokan pipa
H2 = f V2
H3 = 10 × 0, 5 × (5, 23 m/det)2 2(9, 81 m/det2)
= 1,82 m Kerugian pada pipa lurus
H4 10, 666 (Q)1, 85 C1, 85D4, 85 × Keterangan :
C = Koefisien bahan ( pipa pvc = 150 )
D = Diameter pipa
Q = Debit air
L = Panjang pipa
Maka :
H4 =10,666 (0,00066)1, 85 1501, 85(0,127)4, 85 ×11
=1,39 × 10-5 6, 74×10-6
= 2,06 m Hl = hls + hld
= 2,06 m + 0,13 + 0,00049 + 1,82 + 0,695
= 4,70 m
H = ha+ + ∆hp + hl + V2
Data motor bakar 3,5 HP 3600 Rpm
N =Prata-rata×Vl×Z×n×a
450000 Ps
Keterangan :
N = Daya
Prata-rata= Tekanan
Vl = Volume silinder Z = Jumlah silinder N = Putaran
Vl =π 4R2S Keterangan :
R2 = Jari-jari piston
S = Jangkauan piston
Maka :
Vl =3,14
4 (31,5)246
= 35380, 14 mm2
= 35,83 cc Keterangan : 1 cc = 1 cm3 = 1000 mm3
1 Hp = 1,014 Ps
Untuk mencari Prata-rata, maka :
Prata-rata =450000 (N) Vl×Z×n×a
=1597050 64494
= 24,76 Kg/cm2
Untuk rancangan alat direncanakan debit 0, 66 l/det pada putaran 1000 Rpm di pompa, dengan perbandingan pulley pada pompa diameter 9 inch dan pada mesin motor pulley memiliki diameter 3, 14 inch atau 2, 86 : 1 sehingga pada putaran 1000 Rpm di pompa sama dengan 2860 Rpm di mesin motor
Karena putaran dan motor bakar berubah- ubah (n ≠ konstan ) maka daya (N) yang dihasilkan :
Misal n = 1000 Rpm
N =24, 76×35, 83×1×1000×0, 5
450000 Ps
= 0,98 Ps Misal n = 1500 Rpm
N =24, 76×35, 83×1×1500×0, 5
450000 Ps
= 1,47 Ps Misal n = 2000 Rpm
N =24, 76×35, 83×1×2000×0, 5
450000 Ps
= 1,97 Ps Misal n = 2860 Rpm
N =24, 76×35, 83×1×2860×0, 5
450000 Ps
= 2,81 Ps
Perhitungan penggunaan bahan bakar
γ :konstanta dari minyak g :gravitasi (cm/det2)
ρ =m
SFc = Specific Fuel consumption (Ps 167,62 atau 170 Untuk Dk)
N = Daya
Misal untuk n = 1000 Rpm
Fc = 167, 62 × (0, 98 :1, 014)
= 161, 99 gr/jam
= 0,162 Kg/ jam
V =0, 162 917
= 0, 17 l/jam Misal untuk n = 1500 Rpm
Fc = 167, 62 × (1, 47 : 1, 014)
= 0,243 Kg/ jam V =0, 243
917
= 0,26 l/jam Misal untuk n = 2000 Rpm
Fc = 167, 62 × (1, 97 :1, 014)
= 0,325 Kg/ jam V =0, 325
917
= 0,35 l/jam Misal untuk n = 2860 Rpm
Fc = 167, 62 × (2, 81 :1, 014)
= 0,465 Kg/ jam V =0, 465
917
= 0,50 l/jam
Dari perhitungan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa semakin besar putaran mesin (n) maka semakin besar pula daya (N). semakin besar daya (N) maka semakin besar konsumsi bahan bakar (Fc)
Efisiensi thermis dari motor bakar
Et = bHp
nilai tenaga bahan bakar×100%
Untuk n = 1000 Rpm
Et 42, 42×0, 96×60
0, 17×0, 86×40000×100%
= 40,7 % Untuk n = 1500 Rpm
Et 42, 42×1, 44×60
0, 26×0, 86×40000×100%
= 40,9 % Untuk n = 2000 Rpm
Et 42, 42×1, 94×60
0, 35×0, 86×40000×100%
= 41,01 % Untuk n = 2860 Rpm
Et 42, 42×2, 78×60
0, 36×0, 86×40000×100%
= 57,13 %
Lampiran 3. Gambar Teknik Alat Penyemprot Pestisida dan Pupuk Cair dengan Balon Helium
R 130
1100 r 12, 7 mm
85