Prototipe
Prototipe unit penyemprot yang telah dibuat memiliki panjang sebesar 1.6 m dan sepanjang 1.6 m tersebut terdapat 4 nozzle yang setiap nozzle memiliki jarak sepanjang 40 cm. Penyaluran cairan dari tangki yang disampaikan pompa melalui selang diletakkan di tengah agar semprotan dua nozzle bagian kanan menghasilkan semprotan yang sama dengan dua nozzle bagian kiri. Setelah unit dipasangkan dengan alat penyemprot, bobot keseluruhan dengan tangki yang terisi cairan didapatkan sebesar 8.2 kg.
Tabel 2 adalah hasil pengecekkan debit yang dapat dihasilkan oleh washer pump dan didapatkan rata-rata debit yang dihasilkan sebesar 1.21 l/menit, namun pada perhitungan yang membutuhkan nilai debit yang dimiliki oleh washer pump digunakan 1.2 l/menit. Washer pump yang digunakan ialah washer pump bermerek denso yang membutuhkan input sebesar 12 V. Gambar washer pump yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 6.
13
Tabel 2 Pengecekkan debit yang dimiliki oleh washer pump
Ulangan Debit washer pump (l/menit) 1 1.22 2 1.18 3 1.22 4 1.22 5 1.20 Rata-rata 1.21
Gambar 6 Pompa wiper pada mobil (washer pump)
Obat atau pupuk cair yang digunakan memiliki dosis 1 l pupuk pekat dicampur dengan 50 l air atau 1 : 50 (penggunaan pupuk cair Green Grow). Selain itu unit penyemprot dirancang memiliki kapasitas penyemprotan sebesar:
� =� . (2)
Dimana:
Kp : Kapasitas penyemprotan (m3/m2) Q : Debit sprayer (l/menit)
v : Kecepatan maju alat (m/jam) L : Lebar kerja (m)
= . l/menit setara dengan . × − /
v (kecepatan maju alat) ditetapkan sebesar 1 m/s atau setara dengan 3600 m/jam sedangkan L (lebar kerja) ditetapkan sebesar 1.6 m, maka didapatkan Kp (kapasitas penyemprotan) sebesar:
� = . × − /
× .
14
Dari perhitungan ini maka per hektarnya dibutuhkan campuran pupuk cair dan air sebanyak 106 l/ha. Karena penggunaan pupuk cair memiliki dosis 1 l pupuk cair dicampur dengan 50 l air, maka dibutuhkan ±2 l pupuk cair untuk lahan berukuran 1 ha. Tangki yang digunakan ditetapkan dapat menampung volume campuran pupuk cair sebesar 5 l, maka dalam pengoperasian alat penyemprot ini dibutuhkan pengisian tangki sebanyak 22 kali pada lahan yang memiliki luas 1 ha.
Kinerja Prototipe Unit Penyemprot Tabel 3 Hasil uji debit tiap nozzle
Nozzle 1 2 3 4
(ml/menit) (ml/menit) (ml/menit) (ml/menit) Ulangan 1 251.56 255.15 255.24 252.08 Ulangan 2 253.17 255.93 255.46 253.75 Ulangan 3 252.87 252.89 254.09 252.07 Rata-rata 252.53 254.66 254.93 252.63 Standar deviasi 0.86 1.58 0.74 0.97 Koefisien variasi (%) 0.34 0.62 0.29 0.38
Tabel 3 menunjukkan bahwa washer pump yang digunakan dapat menghasilkan penyaluran cairan yang cukup seragam dengan koefisien variasinya tidak lebih besar dari 1 % dan dari data tersebut dapat diketahui bahwa washer pump yang di gunakan memiliki efisiensi sebesar 84.56 %.
Tabel 4 Hasil uji diameter maksimum dan diameter minimum yang dihasilkan tiap nozzle Nozzle 1 2 3 4 Maks (cm) Min (cm) Maks (cm) Min (cm) Maks (cm) Min (cm) Maks (cm) Min (cm) Ulangan 1 79.00 76.4 82.00 77.80 81.00 78.30 79.00 75.80 Ulangan 2 78.50 73.2 79.00 75.00 79.50 76.50 78.50 74.50 Ulangan 3 79.00 77.5 81.00 78.60 81.00 77.70 77.50 76.60 Rata – rata 78.83 75.70 80.67 77.13 80.50 77.50 78.33 75.63 aDiameter yang dihasilkan oleh nozzle pada ketinggian 1.5 m; Maks: maksimum, Min:
minimum.
Tabel 4 adalah tabel hasil yang didapatkan dari pengujian sistem sprayer pada alat penyemprot padi tipe balon. Data tersebut menunjukkan bahwa unit penyemprot yang dirancang dan dibuat dapat menghasilkan semprotan yang seragam. Data tersebut dapat menunjukkan bahwa tekanan pada setiap nozzle seragam karena keseragaman yang dihasilkan dipengaruhi oleh tekanan yang dihasilkan pompa (washer pump) pada
15
setiap nozzle. Diameter maksimum adalah diameter yang dihasilkan oleh nozzle dan terproyeksi pada media dan menunjukkan diameter terbesar yang disemprotkan oleh nozzle, sedangkan diameter minimum adalah diameter yang dihasilkan oleh nozzle dan terproyeksi pada media dan menunjukkan diameter terkecil yang disemprotkan oleh nozzle, hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Diameter yang dihasilkan oleh unit penyemprot pada alat penyemprot padi tipe balon
Tabel 5 Hasil uji lebar kerja sistem sprayer pada alat penyemprot padi tipe balon Ulangan Lebar kerja
(cm) 1 220.00 2 217.00 3 216.00 Rata-rata 217.67
Tabel 5 adalah tabel hasil pengujian lebar kerja yang dapat dilakukan oleh alat penyemprot padi tipe balon, dari tabel tersebut menunjukkan bahwa sistem penyemprotan yang terdapat pada alat penyemprot padi tipe balon memiliki lebar kerja rata-rata sebesar 217.67 cm. Alat penyemprot padi tersebut diasumsikan memiliki kecepatan maju sebesar 1.157 m/s dan waktu belok selama 20 s. Dari hasil asumsi tersebut didapatkan kemampuan unit sprayer pada alat penyemprot padi tipe balon dapat menyemprot lahan seluas 2.52 m2 dalam 1 s setara dengan 0.91 ha/jam belum termasuk waktu belok. Gambar hasil semprotan yang dapat dihasilkan unit sprayer dapat dilihat pada Gambar 8.
16
Kapasitas lapang teoritis (KLT) unit penyemprot dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
� =� × (3)
Dimana:
KLT : Kapasitas lapang teoritis (ha/jam) v : Kecepatan rata-rata (m/s)
L : Lebar kerja penyemprotan (m)
� = . / × .
� = . / = . ℎ /
Gambar 8 Hasil semprotan unit sprayer dari unit penyemprot pada alat penyemprot padi tipe balon
Untuk menghitung kpasitas lapang efektif (KLE) diperlukan lama waktu kerja (WK), di asumsikan waktu belok unit penyemprot selama 20 s dan lahan seluas 1 ha dengan panjang dan lebar lahan 100 m. Kecepatan yang dimiliki unit penyemprot 1.157 m/s, maka WK yang dimiliki unit penyemprot tersebut dapat dihitung dengan persamaan berikut:
� = ( �
�)+(( − )× ) (4)
Dimana:
WK : Waktu kerja (jam) ll : Lebar lahan (m) lk : Lebar kerja (m) pl : Panjang lahan (m)
v : Kecepatan unit penyemprot (m/s) tb : Waktu belok (s) � = ( . × . ⁄ )+ ( . − )× � = . + = . = . � = � (5) Dimana:
KLE : Kapasitas lapang efekrif (ha/ jam) L : Luas lahan (ha)
17
� = . ℎ = . ℎ ⁄
Dengan didapatkannya nilai KLT dan KLE melalui perhitungan, maka efisiensi lapang (eff) dapat dihitung dengan persamaan berikut:
� = �
� × %
(6)
Dimana:
Eff : Efisiensi lapang (%)
� = . ℎ ⁄. ℎ ⁄ × %
� = . %
Gambar 9 Grafik keseragaman sebaran penyemprotan alat penyemprot padi tipe balon yang memiliki 4 nozzle dengan jarak antar gelas sepanjang 20 cm dan jarak antar nozzle sebesar 40 cm pada overlap 100 %
Gambar 9 menunjukkan hasil keseragaman sebaran yang dihasilkan oleh keempat nozzle pada alat penyemprot padi tipe balon. Volume air yang sampai pada permukaan lahan yang ditampung oleh wadah berupa gelas hanyalah beberapa persen saja, hal tersebut disebabkan ukuran gelas yang lebih kecil dari diameter mayor maupun minor yang dihasilkan alat penyemprot padi tipe balon. Identifikasi ini mengikuti cara kerja partenator yang berfungsi sebagai alat pengecek keseragaman sebaran yang dimiliki oleh sistem penyemprotan pada alat penyemprot padi tipe balon. Data pengujian yang didapatkan adalah hasil dari rancangan sistem penyemprotan yang memiliki empat nozzle dan memiliki jarak antar nozzle sejauh 40 cm, jarak tersebut dipakai karena pengujian menggunakan 1 nozzle menghasilkan diameter berkisaran antara 79-83 cm. Diameter tersebut digunakan sebagai acuan untuk
25.253 75.760 101.226 101.438 127.143 101.917 127.208 101.513 101.283 50.527 25.263 0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Vo lu m e cair an ( m l) Nomor gelas