PENINGKATAN KINERJA UNIT PENANAM DAN PEMUPUK
PADA MESIN PENANAM DAN PEMUPUK JAGUNG
TERINTEGRASI
SKRIPSI
PRAHANA MAHAWAN PUTRA
F14063269
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
PERFORMANCE IMPROVEMENT OF PLANTER AND FERTILIZER
APPLICATOR UNITS OF AN INTEGRATED MACHINE FOR TILLAGE, CORN
PLANTING AND FERTILIZING
Prahana Mahawan Putra and Wawan HermawanDepartment of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor West Java, Indonesia
Phone 62 856 1930 255, e-mail: prahanaputra@gmail.com
ABSTRACT
A prototype of integrated machine for tillage, planting and fertilizer application for corn cultivation has been developed. Its fertilizer applicator unit had a single fertilizer hopper for urea, TSP and KCl, and equipped with a rotor type metering device which could not be set for varying the fertilizer application rate. Its driving wheel was too heavy and had a low driving force to drive the metering devices. The objective of this research was to improve planting and fertilizing performances of the first prototype by modifying the planter and fertilizer applicator units. The fertilizer hopper was redesigned and separated to be two hoppers for urea, and for a mixture of TSP and KCl. The hoppers which had a bigger capacity were placed on left and right sides of the machine. For a better arrangement, the seed hopper was set on the middle part between the fertilizer hoppers. Materials of the driving wheel were changed by thinner and lighter materials. To improve its driving force, the wheel was equipped by radial lugs and side rims which were set on the main rim. The modified prototype has been tested in a stationer test and in a field test. The stationer test result showed that the fertilizer application rate could be varied by setting the rotor opening of the metering device. The application of urea, TSP and KCl could be carried out well, in proper dosage. The field test result showed that corn seed planting performance could be improved to have 1-2 seeds per planting hole. The seed spacing was in the range of 22-32 cm which was longer than the theoretical seed spacing (20 cm). The fertilizer application rate was lower than the stationer test result. The longer seed spacing and lower fertilizer application rate were caused by a weak driving force resulted by the driving wheel. The theoretical field capacity of the modified prototype was 0.16 ha/hour, and the effective field capacity was 0.13 ha/hour.
Prahana Mahawan Putra. F14063269. Peningkatan Kinerja Unit Penanam dan Pemupuk Pada Mesin Penanam dan Pemupuk Jagung Terintegrasi. Di bawah bimbingan Wawan Hermawan. 2011
RINGKASAN
Konsumsi jagung oleh masyarakat Indonesia cukup besar. Sebagian besar kebutuhan jagung masih berasal dari impor karena produksi dalam negeri masih belum memenuhinya. Produksi dapat ditingkatkan dengan cara memperbaiki sistem budidaya jagung. Sebagian besar petani jagung masih menggunakan tugal untuk menanam jagung dan menaburkan pupuk secara manual di samping alur benih. Dengan menggabungkan beberapa proses dalam satu mesin diharapkan dapat menghemat waktu dan biaya dibandingkan dengan cara manual.
Salah satu mesin yang telah dikembangkan adalah mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi. Mesin ini adalah mesin penanam sekaligus pemupuk jagung yang diintegrasikan dengan
alat pembuat guludan dan rotary dengan tenaga penggerak traktor roda dua. Prototipe pertama (prototipe-1) mesin ini masih memiliki beberapa kekurangan di antaranya adalah hanya terdapat satu
hopper untuk tiga jenis pupuk, dosis pupuk yang tidak bisa diatur, serta besarnya tingkat kemacetan roda penggerak metering device.
Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki kinerja mesin penanam dan pemupuk terintegrasi untuk budidaya jagung. Peningkatan kinerja ini dilakukan dengan cara modifikasi unit penanam dan pemupuk. Modifikasi yang dilakukan meliputi: 1) tiap-tiap komponen unit pemupuk dibuat dua buah, yaitu untuk pupuk urea dan untuk campuran pupuk TSP dan KCl, 2) posisi hopper benih ditempatkan di bagian tengah rangka utama, 3) hopper pupuk terletak di samping kiri dan kanan hopper benih, 5) memperbesar daya cengkeram permukaan roda penggerak dengan permukaan guludan.
Unit penanam dirancang untuk menghasilkan jarak tanam antar benih dalam satu baris 20 cm dan 75 cm antarbaris tanaman. Jumlah benih tiap lubang tanam sebanyak 1 sampai 2 benih dengan kedalaman tanam 1-2 cm. Unit pemupuk dirancang untuk dapat memupuk urea 150 kg/ha, TSP 200 kg/ha, dan KCl 100 kg/ha. Sehingga dibagi menjadi dua, yaitu unit pupuk urea dan unit campuran pupuk TSP dan KCl. Pembagian tersebut dimaksudkan agar pupuk tidak mudah menggumpal seperti yang terjadi pada prototipe sebelumnya.
Hasil perancangan telah diimplementasikan dengan membuat mesin hasil modifikasi (prototipe-2). Prototipe ini telah diuji secara stasioner dan di lapangan. Hasil pengujian prototipe-2 menunjukkan bahwa: 1) jarak penanaman berkisar antara 22-32 cm dengan jumlah benih sebanyak 1- 2 benih per lubang pada kedalaman 1-3 cm, 2) dosis pemupukan pada bukaan rotor 100% adalah 168.70 kg/ha urea serta 451.32 kg/ha TSP dan KCl. Hasil pengujian menunjukkan bahwa: 1) pemupukan sesuai dosis yang diharapkan 2) dosis pemupukan dapat diatur secara langsung, 3) penggumpalan karena pencampuran pupuk dapat dihindari, 4) kemacetan roda penggerak masih cukup besar.
Kemacetan roda penggerak masih belum dapat diatasi pada mesin hasil modifikasi, yaitu sebesar 31%. Akibatnya hasil pengujian jarak tanam dan dosis pupuk belum sesuai dengan yang diharapkan. Meskipun jarak tanam lebih besar dari yang diharapkan, akan tetapi karena adanya pengatur dosis pemupuk, pemupukan dapat dilakukan dengan baik sesuai dengan dosis yang diharapkan.
Prototipe mesin penanam dan pemupuk jagung mempunyai kapasitas lapangan teoritis sebesar 0.16 ha/jam pada kecepatan maju rata-rata 0.60 m/s, kapasitas lapangan efektif 0.13 ha/jam, dan efisiensi lapangan sebesar 82.04% .
I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kebutuhan jagung di Indonesia semakin meningkat. Akan tetapi lebih dari setengah kebutuhan tersebut didapatkan dari impor. Seperti yang terlihat pada data-data yang disajikan dalam Gambar 1, volume ekspor lebih kecil dari volume impor dari tahun ke tahun. Padahal produksi jagung mengalami peningkatan setiap tahunnya pada luas lahan yang relatif tetap (Tabel 1). Produksi jagung dalam negeri perlu ditingkatkan untuk mencapai swasembada pangan khususnya jagung. Salah satu upaya dalam peningkatan produksi jagung adalah memperbaiki sistem budidaya jagung.
Tabel 1. Pertumbuhan luas lahan dan produksi jagung Tahun Luas (juta ha) Produksi (juta ton)
2000 3.50 9.68 2001 3.29 9.35 2002 3.11 9.59 2003 3.36 10.89 2004 3.36 11.23 2005 3.63 12.52 2006 3.35 11.61 2007 3.63 13.29 2008 4.00 16.32 Sumber: Deptan, 2010
Gambar 1. Volume ekspor dan impor jagung di Indonesia (Deptan, 2010)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2004 2005 2006 2007 2008 Ju m lah ( ju ta to n ) Tahun Ekspor Impor
Penanaman merupakan salah satu kegiatan yang sangat penting dalam budidaya palawija khususnya jagung. Selain itu tanaman jagung membutuhkan pupuk untuk memenuhi kebutuhan unsur hara agar diperoleh hasil baik. Sampai saat ini pada umumnya penanaman masih dikerjakan secara tradisional dengan menggunakan alat seadanya, yaitu tugal. Sebagian besar cara pemupukan juga masih dilakukan dengan manual dengan cara membuat goresan di samping tanaman sepanjang barisan kemudian menaburkan pupuk di atasnya.
Proses penanaman dan pemupukan tersebut membutuhkan waktu dan biaya yang tinggi sehingga kurang produktif. Untuk mengefektifkan waktu dan biaya, kedua proses tersebut dapat dilakukan secara bersamaan. Teknologi mesin penanam dan pemupuk telah berkembang terutama di negara-negara maju. Di negara berkembang seperti di Indonesia, teknologi ini masih dipertimbangkan karena biayanya masih mahal sehingga tidak terjangkau oleh petani.
Mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi adalah salah satu mesin untuk meningkatkan efektivitas pada proses budidaya tanaman jagung. Mesin ini (prototipe-1) merupakan gabungan dari tiga kegiatan sekaligus, yaitu pengolahan tanah, penanaman, dan pemupukan yang ditarik oleh traktor roda dua. Mesin ini diimplementasikan bersamaan dengan alat pembuat guludan dan ratary tiller. Penjatahan benih dan pupuk digerakkan oleh roda penggerak yang bersinggungan dengan peuncak guludan yang terbentuk.
Prototipe-1 dirancang untuk menanam benih jagung pada jarak tanam jagung 75 × 20 cm dengan penanaman benih sebanyak 1-2 benih per lubang pada kedalaman 2.5-5 cm, serta memupuk dengan dosis 150 kg/ha urea, 200 kg/ha TSP, dan 100 kg/ha KCl. Prototipe (Gambar 2) yang telah dikembangkan memiliki beberapa kekurangan. Hasil dari pengujian kinerja penanaman prototipe pertama yaitu kedalaman lubang tanam 6-8 cm dengan 1-2 benih tiap lubang tanam, dan jarak antarbenih tiap barisan tanam 18-31 cm, dan kemacetan roda penggerak sebesar 38%. Beberapa kendala pada prototipe-1 yaitu : 1) jarak tanam benih yang tidak seragam, 2) hanya memiliki satu
hopper pupuk untuk tiga jenis pupuk, 3) dosis pupuk tidak dapat diatur, 4) aplikasi pupuk hanya dalam satu alur untuk ketiga jenis pupuk (mengakibatkan penggumpalan pupuk), 5) roda penggerak tidak mampu memutar metering device dengan baik.
1.2.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kinerja mesin penanam dan pemupuk terintegrasi untuk budidaya jagung dengan sumber tenaga traktor tangan. Peningkatan kinerja ini dilakukan dengan cara memodifikasi unit penanam dan pemupuk dari protipe mesin penanam dan pemupuk terintegrasi yang telah dirancang sebelumnya.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Budidaya Jagung
Jarak tanam tergantung pada varietas jagung yang akan ditanam. Jarak tanam untuk jagung hibrida adalah 75 x 25 cm atau 75 x 40 cm. Kedalaman lubang tanam antara 2.5-5 cm. Untuk tanah yang cukup lembab, kedalaman tanam lubang cukup 2.5 cm. Sedangkan untuk tanah yang agak kering, kedalaman lubang tanam adalah 5 cm (Martodireso dan Suryanto, 2002).
Dosis pupuk buatan untuk jagung hibrida adalah urea sebanyak 250 kg/ha, SP-36 sebanyak 100 kg/ha, ZA sebanyak 100 kg/ha, dan KCl sebanyak 100 kg/ha. Sedangkan pupuk buatan untuk jagung non-hibrida adalah urea sebanyak 250 kg/ha, SP-36 sebanyak 75-100 kg/ha, dan KCl sebanyak 50 kg/ha (Sudadi dan Suryanto, 2002). Bulk density masing-masing jenis pupuk dan campurannya dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data bulk density pupuk
Jenis Pupuk Bulk Density (g/cm3)
Urea 0.715 KCl 0.987 TSP 1.130 TSP+KCl (2:1) 1.076 TSP+Urea (2 : 1.5) 0.800 TSP+Urea +KCl (2 : 1.5 : 1) 0.863 Sumber: Syafri, 2010
2.2.
Mesin Penanam dan Pemupuk
Mesin penanam adalah peralatan tanam yang menempatkan benih dalam tanah pada suatu pekerjaan yang sama akan menghasilkan barisan yang teratur (Bainer et al., 1960). Sedangkan Smith dan Wilkes (1977) mengartikan alat penanam sebagai alat yang dioperasikan dengan daya yang digunakan untuk menempatkan biji atau bagian tanaman ke dalam atau di atas tanah untuk perkembangbiakan, produksi pangan, serat, dan pakan. Kinerja alat penanam jagung dipengaruhi oleh keseragaman benih, bentuk hopper bagian bawah, kecepatan piringan penjatah, bentuk dan ukuran lubang penyalur, serta volume hopper. Smith dan Wilkes (1977) mengklasifikasikan alat-alat tanam sebagai berikut:
1. Alat tanam larikan (barisan)
Alat tanam gandengan. Alat tanam jenis ini dibagi menjadi tiga, yaitu alat tanam dengan benih dijatuhkan ke dalam lubang (drill), benih dijatuhkan di guludan (hill drop), dan benih dijatuhkan di larikan sempit (narrow row).
Terpasang di belakang traktor. Alat tanam jenis ini dibagi menjadi tiga, yaitu alat tanam dengan benih dijatuhkan ke dalam lubang (drill), benih dijatuhkan di guludan (hill drop), dan penanaman bibit (transplanter).
2. Alat tanam tabur
Alat tanam tabur juga dibagi menjadi tiga, antara lain endgate seeder, narrow and wide- track dan weeder-mulcher, serta pesawat terbang.
3. Grain drill
Alat tanam dan pemupuk memiliki beberapa bagian utama yaitu: pembuka alur, penjatah, penutup alur dan hopper.
2.3.
Pembuka Alur
Pembuka alur berfungsi untuk membuka alur tanah dengan bentuk dan ukuran tertentu sehingga benih atau pupuk dapat jatuh ke dalam alur tersebut. Menurut Bainer et al. (1960) ada empat tipe pembuka alur yang biasa digunakan pada alat tanam, yaitu pembuka alur lengkung (curve- runner), pembuka alur lurus (stub-runner), piringan tunggal (single-disk) dan piringan ganda (double- disk). Pada Gambar 3 ditunjukan keempat tipe pembuka alur tersebut. Dari keempat tipe pembuka alur, tipe pembuka alur lengkung merupakan tipe yang paling umum. Sedangkan tipe pembuka alur lurus cocok digunakan untuk tanah yang kasar. Pembukaan alur seperti pada Gambar 4.a dan Gambar 4.b digunakan untuk menghasilkan alur tanaman agar benih tidak terlempar ke luar.
Gambar 3. Tipe pembuka alur (Bainer et al., 1960)
2.4.
Penutup Alur
Penutup alur berfungsi untuk menutup alur tanam setelah penjatuhan benih. Richey et al.(1961) menjelaskan bahwa penutup alur ini bisa berupa rantai yang diseret (drag chain), piringan penutup (Gambar 4.c), lempeng penutup, sekop penutup dan penutup dengan tekanan roda (Gambar 4.d).
Gambar 4. Mekanisme pembuka alur dan penutup alur (Srivastava et al., 1996)
2.5.
Penjatah (Metering device) Benih
Alat penjatah benih merupakan unit alat penanam yang menentukan hasil dari penanaman. Mekanisme penjatahan menurut Richey et al. (1961) seperti pada Gambar 5. Sedangkan tipe-tipe piringan penjatah benih jagung ada tiga jenis, yaitu edge drop, flat frop, dan full drop (Smith dan Wilkes, 1977). Bentuk dari ketiga jenis piringan tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 5. Mekanisme penjatahan benih: fluted (a), vertical plate (b), inclined plate (c),
Gambar 6. Piringan penjatah benih jagung: edge drop (atas),
flat frop (tengah), dan full drop (bawah)
2.6.
Penjatah (Metering device) Pupuk
Berbagai jenis penjatah telah dikembangkan untuk menghasilkan penjatahan bahan yang konsisten dan seragam. Srivastava et al.(1996) membagi jenis-jenis penjatah pupuk seperti pada Gambar 6 dan Gambar 7.
Gambar 7. Penjatah pupuk: piringan berputar (a), sabuk berputar (b), gravitasi (c), ulir longgar (d), dan roda bintang (e)
Gambar 8. Penjatah pupuk: rotor bercelah (a), ulir rapat (b), dan rol berputar (c)
2.7.
Kotak (hopper) Pupuk
Mehring dan Cummings dalam Bainer et al., (1960) menyatakan bahwa salah satu faktor penting yang mempengaruhi besarnya keluaran pupuk adalah kemudahan pupuk untuk mengalir yang dipengaruhi oleh higroskopisitas, bentuk dan ukuran partikel, penggumpalan, berat spesifik pupuk, kelembaban relatif tempat menyimpan, dan kerapatan benda.
Sehubungan dengan hal di atas, yang perlu diperhatikan pada pembuatan hopper pupuk adalah sudut repose (sudut curah) pupuk. Hopper pupuk sebaiknya memiliki sudut curah 40, pupuk campuran yang lolos pada ayakan 20 mesh akan lebih cocok beradaptasi dengan hopper pupuk (Mehring dan Cummings dalam Bainer et al., 1960).
Mehring dan Cummings dalam Bainer et al. (1960) juga menemukan bahwa kedalaman pupuk pada hopper pupuk memiliki pengaruh kecil terhadap keluaran dosis pada penjatah tipe sabuk dan auger (kedalaman anara 2-14 inci). Sedangkan pada penjatah tipe star wheel revolving bottom
terdapat sedikit variasi pada kedalaman 3 atau 4 inci, sedangkan pada kedalaman 2 inci dosis berkurang sebanyak 8-14%.
Satu hal lagi yang penting pada pembuatan hopper pupuk adalah bahan pembuatannya, mengingat pupuk memiliki fase yang korosif. Sebaiknya hopper pupuk terbuat dari bahan plastik, karet, stainless steel, atau fiberglass (Champbell, 1990).
2.8.
Sistem TransmisiRantai Rol dan Sproket
Menurut Sularso dan Suga (1987) Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan- keuntungan seperti: mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar, tidak
memerlukan tegangan awal, keausan kecil pada bantalan, dan mudah memasangnya. Karena keuntungan-keuntungan tersebut, rantai mempunyai pemakaian yang luas seperti roda gigi dan sabuk.
Gambar 9. Sistem transmisi rantai dan sproket
Di pihak lain, transmisi rantai mempunyai kekurangan, yaitu variasi kecepatan yang tak dapat dihindari karenan lintasan busur pada sproket yang mengait mata rantai (Gambar 12), suara dan getaran karenan tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi sproket, dan perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan dengan sproket. Karena kekurangan- kekurangan ini maka rantai tidak dapat dipakai untuk kecepatan tinggi, sampai ditemukan dan dikembangkannya rantai gigi (Sularso dan Suga, 1987).
Rantai rol dipakai bila diperlukan transmisi positif (tanpa slip) dengan kecepatan sampai 600 m/min, tanpa pembatasan bunyi, dan murah harganya (Sularso dan Suga, 1987).
2.9.
Sistem Transmisi Roda Gigi Kerucut Lurus (Bevel Gear)
Sistem roda gigi kerucut memungkinkan transmisi daya pada arah poros yang berbeda. Sumbu poros tersebut biasanya berpotongan 90.
Roda gigi kerucut lurus (Gambar 13) adalah roda gigi kerucut yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil. Juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung poros-porosnya (Sularso dan Suga, 1987)
III.
METODE PENELITIAN
3.1.
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2010 sampai dengan Desember 2010. Pembuatan prototipe dilaksanakan di Bengkel Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor. Sedangkan pengujian kinerja prototipe mesin hasil modifikasi dilakukan di Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.
3.2.
Alat dan Bahan
Alat-alat dan perlengkapan utama yang diperlukan untuk kegiatan penelitian ini meliputi peralatan perancangan dan pembuatan konstruksi mesin serta peralatan instrumen untuk pengujian kinerja lapangan.
Peralatan analisis perancangan dan pembuatan gambar teknik yang terdiri dari: Komputer dan
Software Computer Aided Design. Peralatan pembuatan prototipe mesin antara lain: mesin las listrik, las LPG, gerinda tangan, gerinda duduk, bor tangan, bor duduk, mesin bubut, penggaris, meteran, busur, gunting, tang, obeng, kunci pas, dan kunci ring.
Bahan pembuatan prototipe terdiri dari:
a. Plat stainless steel tebal 1 mm untuk hopper benih dan pupuk. b. Plat stainless steel tebal 2 mm untuk sirip metering device pupuk.
c. Poros stainless steel diameter 12 mm untuk poros penjatah benih dan pupuk. d. Poros stainless steel diameter 22 mm untuk silinder metering device pupuk. e. Poros polietilen diameter 35 mm untuk pengetur penjatahan pupuk.
f. Mur dan baut, digunakan untuk merangkai komponen yang memiliki hubungan tidak permanen.
g. Dempul dan cat.
Bahan untuk pengujian kinerja mesin hasil modifikasi terdiri dari: benih jagung, pupuk urea, pupuk KCl, pupuk TSP, kantong plastik, bahan bakar solar, dan oli mesin. Peralatan dan instrumen untuk pengujian kinerja adalah:
a. Traktor roda dua dengan implemen rotary tiller.
b. Prototipe mesin penanam dan pemupuk hasil modifikasi. c. Stopwatch, timbangan, penggaris, dan meteran.
3.3.
Tahapan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum untuk memodifikasi prototipe pertama dari mesin penanam dan pemupuk terintegrasi, berdasarkan pendekatan masalah atau kekurangan pada prototipe pertama dan kemungkinan perbaikan konstruksinya. Adapun tahapan penelitian disajikan dalam Gambar 11.
Gambar 11. Tahapan Penelitian
Identifikasi Masalah. Identifikasi masalah merupakan langkah awal dalam perancangan alat. Pada tahap ini dilakukan identifikasi masalah-masalah yang muncul pada prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi. Prototipe ini memiliki beberapa kendala yaitu : 1) jarak tanam benih yang tidak seragam, 2) hanya memiliki satu hopper pupuk untuk tiga jenis pupuk, 3) dosis pupuk tidak dapat diatur, 4) aplikasi pupuk hanya dalam satu alur untuk ketiga jenis pupuk, 5) roda penggerak tidak mampu memutar metering device dengan baik.
Analisis Masalah. Setelah diketahui permasalahan yang ada pada alat penanam dan pemupuk yang sudah ada maka dilakukan analisis permasalahan. Dalam tahapan ini dilakukan analisis untuk mendapatkan solusi permasalahan yang sesuai dengan kebutuhan yang diharapkan. Solusi inilah yang
selanjutnya akan diterapkan dalam memodifikasi prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk yang sebelumnya.
Konsep Desain dan Modifikasi. Setelah dilakukan analisis permasalahan yang ada dan pengumpulan ide-ide pemecahan masalah yang mempertimbangkan beberapa aspek yang terkait, dilakukan perumusan untuk menghasilkan beberapa konsep modifikasi pada komponen-komponen utama yang dilengkapi dengan gambar sketsa, analisis teknik, perkiraan kapasitas lapangan teoritis, prasarat dan sistem yang mendukung efektifitas operasional alat di lapangan.
Untuk menyelesaikan masalah pada prototipe-1 mesin penanam dan pemupuk sebelumnya, maka disusun konsep desain dan modifikasi pada bagian-bagian: 1) hopper pupuk, 2) metering device
pupuk, 3) saluran dan pembuka alur pupuk, 4) hopper dan pembuka alur benih, 5) roda penggerak
metering device (Gambar 17). Hopper pupuk yang semula satu buah dibuat menjadi dua buah. Satu
hopper untuk pupuk urea dan satu lagi hopper untuk campuran pupuk TSP dan KCl terletak di samping kiri dan kanan hopper benih. Metering device pupuk dilengakapi dengan mekanisme pengatur dosis. Saluran dan pembuka alur benih dan pupuk disesuaikan dengan posisi hopper. Posisi
hopper benih dipindahkan ke bagian tengah rangka utama. Permukaan sentuh roda penggerak dengan permukaan guludan diperbaiki agar menghasilkan torsi yang dapat memutar metering device.
Gambar 12. Sketsa rencana modifikasi
Analisis Desain dan Pembuatan Gambar Kerja. Analisis desain untuk modifikasi mesin dilakukan untuk menentukan bahan, ukuran, serta mekanisme bagian-bagian mesin yang dimodifikasi. Analisis teknik yang dilakukan meliputi:1) perhitungan volume hopper dan sudut kemiringan dinding
hopper, 2) perhitungan ukuran celah dan panjang rotor metering device pupuk, 3) analisis kekuatan bahan untu bagian tangkai pembuka alur benih dan pupuk, 4) perhitungan torsi yang dihasilkan roda penggerak, 5) perhitungan gaya pegas yang dibutuhkan untuk menekan roda penggerak, 6) analisis kekuatan poros metering device dan poros roda penggerak, dan 7) perhitungan panjang rantai transmisi. Hasil analisis digunakan sebagai acuan pembuatan gambar kerja. Detail pembuatan komponen-komponen mesin dijelaskan pada gambar tersebut.
Pembuatan Prototipe. Setelah desain modifikasi mesin selesai, kemudian dibuatlah prototipe mesin penanam dan pemupuk jagung hasil modifikasi yang telah dilakukan. Pembuatan prototipe ini dilakukan di Bengkel Departemen Teknik Mesin dan Budidaya, Institut Pertanian Bogor.
Pengujian Fungsional. Uji fungsional dilakukan untuk mengetahui apakah setiap bagian pada alat telah berfungsi dengan baik. Untuk unit penanam dan pemupuk, yang diuji adalah bagian:
hopper, penjatah pupuk dan benih, penyalur, pembuka alur dan mekanisme pengaturnya, penutup alur,
