Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pendekatan rancangan secara umum yaitu berdasarkan pendekatan rancangan fungsional dan pendekatan rancangan struktural. Adapun tahapan penelitian disajikan dalam Gambar 7.
Gambar 7. Tahapan penelitian perontok padi tipe pedal yang ringan dan
mobile berbasis sepeda
Rancangan penelitian untuk menghasilkan perontok padi tipe pedal yang ringan dan mobile berbasis sepeda adalah sesuai dengan Bagan rancangan penelitian pada Gambar 8 berikut:
tidak ya
Mulai Identifikasi Masalah Masalah Analisis Konsep Desain
Selesai Analisis
Ekonomi Berhasil Pengujian Kinerja Pembuatan Prototipe Tabel 2. lanjutan
17 Gambar 8. Bagan Rancangan Penelitian
Perontok Padi Tradisional Perontok Padi Tipe Pedal Susut Perontokan Tinggi Kapasitas Perontokan Rendah Mobilitas Perontok Rendah Kelemahan Perontok Padi Tipe Pedal Proses Desain Perontok Padi Tipe
Pedal Baru Kapasitas Tinggi Susut Perontokan Rendah Mobilitas Tinggi Harga Terjangkau Diameter Silinder Perontok Kecepatan Putar Silinder Perontok Lebar Silinder Perontok Bobot Perontok Berat Cara Mobilitas Susah Lahan Kurang Mendukung Bahan Pengujian Padi Varietas Ciherang
Prototipe Perontok Padi Tipe Pedal yang Ringan dan Mobile Berbasis Sepeda Perontok Padi Tipe Pedal yang Ringan
dan Mobile Berbasis Sepeda Standar Pengujian
Perontok Padi
Kapasitas Pengumpanan Kapasitas Penrontokan Tingkat Kebersihan
Presentase Gabah Tidak Terontok
Efisiensi Perontokan Presentase Gabah Tercecer Susut Perontokan Mobilitas Perontok Kecepatan Putar Silinder Perontok Pedal Sepeda
18 1. Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah merupakan langkah awal dalam perancangan alat. Pada alat perontok padi tipe pedal yang sudah ada ditemukan beberapa kendala yaitu : 1) terlalu berat untuk dipindahkan, 2) untuk memindahkannya diperlukan dua orang/lebih. Selain itu juga lahan/sawah yang letaknya jauh dari rumah petani dan bentuknya yang berpetak-petak mengakibatkan petani tidak lagi menggunakan alat perontok padi tipe pedal yang sudah ada, sedangkan metode tradisional (metode gebot) memerlukan tenaga yang cukup besar untuk merontokkan padi, selain itu juga menghasilkan susut perontokan yang cukup besar yaitu mencapai 7.48% (Tjahjoutomo, 2006).
2. Analisis Masalah
Setelah diketahui permasalahan yang ada pada perontok padi pedal 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 pembuatan konsep desain perontok padi tipe pedal hasil modifikasi.
Berdasarkan data yang diperoleh dari literatur bahwa kapasitas perontokan dengan menggunakan metode gebot berkisar antara 41,8 kg/jam/orang (Setyono dan Suparyono, 1993) sampai 89,79 kg/jam/orang (Setyono et.al, 2000). Sehingga alat perontok padi yang akan dirancang mempunyai kapasitas perontokan lebih dari 90 kg/jam. Penentuan besarnya kapasitas tersebut pada alat perontok padi yang akan dirancang adalah berdasarkan lebar dari silinder perontok dan kecepatan putar silinder perontok. Dengan mempertimbangkan genggaman padi maksimum oleh petani, lebar silinder perontok dapat ditentukan. Sedangkan kecepatan putaran silinder perontok didasarkan pada kecepatan putaran optimum untuk merontokan padi, yaitu 350-400 rpm (Araulo, 1976).
19 3. Konsep Desain
Setelah dilakukan analisis permasalahan yang ada dan pengumpulan ide-ide pemecahan masalah yang mempertimbangkan beberapa aspek yang terkait, tahapan selanjutnya adalah dilakukan perumusan untuk menghasilkan beberapa konsep desain fungsional maupun struktural yang dilengkapi dengan gambar sketsa, analisis teknik, perkiraan kapasitas teoritis, prasarat dan sistem yang mendukung efektifitas operasional alat di lapangan.
Modifikasi dalam desain struktural dilaksanakan dengan membuat suatu rangka perontok yang dilengkapi dengan sepeda sebagai tempat menaruh rangka tersebut sehingga dapat mempermudah mobilitas dan operasi perontok di lahan. Selain itu juga dibuat ringan dengan menggunakan bahan-bahan yang mempunyai struktur kuat tetapi ringan. Untuk membuat perontok padi ini lebih mobile, digunakanlah sepeda sebagai alat bantu untuk transportasinya. Pemasangan perontok ke sepeda sama dengan pemasangan boncengan pada sepeda, yaitu dipasang di atas roda sepeda bagian belakang. Untuk desain fungsional modifikasi yang dilakukan adalah penggantian sumber tenaga putar yang sebelumnya menggunakan tenaga manusia dengan cara menekan pedal berulang-ulang yang kemudian akan diganti dengan kayuhan sepeda dengan posisi seperti mengayuh sepeda pada umumnya. Sebagai penyalur tenaga putar dari sepeda ke silinder perontok digunakan rantai, sproket dan sproket tipe
freewheel. Hal ini dimaksudkan agar putaran (rpm) yang tejadi pada silinder perontok optimal dengan kayuhan sepeda yang nyaman.
Dari segi cara perontokannya, perontok padi ini dirancang dengan cara pengumpanan menggunakan sistem hold-on atau batang padi masih dipegang operator. Operator pengumpan berada di belakang perontok dengan mengumpankan padi ke dalam perontok (di atas silinder perontok) sedangkan operator depan sebagai sumber tenaga, yaitu mengayuh sepeda seperti halnya mengayuh sepeda pada umumnya. Cara melepaskan butir gabah dari malainya adalah dengan cara dipukul (impact), yaitu gabah akan terlepas dari malainya setelah terkena pukulan dari sisir perontok.
20 Gabah yang terontok akan keluar dari jalan pengeluaran gabah, yaitu di bagian bawah perontok bagian belakang. Gabah yang keluar tersebut dapat langsung dimasukkan ke dalam karung. Jalan pengeluaran gabah inilah yang menjadi salah satu cara menekan susut perontokan, selain itu juga dari adanya penutup perontok yang menahan lemparan butir-butir gabah keluar dari kotak perontok tidak melalui jalan pengeluaran gabah.
Adapun konsep desain dari modifikasi perontok padi tipe pedal dapat dilihat pada Gambar 9.
4. Pembuatan prototipe perontok padi yang ringan dan mobile
Setelah desain modifikasi alat perontok padi tipe pedal ini selesai, kemudian dibuatlah prototipe perontok padi tipe pedal sesuai dengan hasil desain modifikasi yang telah dilakukan. Prototipe perontok padi tipe pedal yang ringan dan mobile berbasis sepeda ini bisa dibuat di bengkel lengkap seperti di Bengkel Samudera Teknik Mandiri, sehingga pembuatan prototipe ini dilakukan di Bengkel Samudera Teknik Mandiri, Sindangbarang, Bogor. Pembuatan prototipe ini dilakukan agar dapat dilakukan pengujian di lapangan apakah alat tersebut dapat berfungsi sesuai dengan desain yang diinginkan atau tidak.
5. Pengujian Kinerja
Pengujian kinerja dilakukan untuk mengetahui apakah setiap bagian pada alat telah berfungsi dengan baik atau tidak. Pengujian ini dilakukan setelah alat perontok padi pedal selesai dalam pembuatan dan perangkaiannya. Pengujian yang dilakukan meliputi:
Gambar 9. Sketsa perontok padi tipe pedal berbasis sepeda Keterangan gambar: 1. Unit sepeda 2. Silinder perontok 3. Tutup perontok 4. Rangka perontok 5. Lubang pengumpanan 6. Lubang keluar gabah 7. Sistem transmisi rantai
dan sproket 8. Pedal
21 a. Pengujian Stasioner.
Untuk pengujian stasioner, perontok padi tipe pedal ini dioperasikan di tempat tanpa diberikan beban (padi). Pengujian stasioner dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat telah berfungsi dengan baik sebelum dilakukan pengujian fungsional. Pada pengujian stasioner dilakukan pengukuran kecepatan putar dari silinder perontok dengan menggunakan Tachometer. Kecepatan putar yang diharapkan adalah 350-400 rpm (Araulo, 1976).
b. Kapasitas pengumpanan
Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan jerami padi melalui lubang pemasukan dan pada saat itu pula dicatat waktunya. Pada saat jerami yang akan dirontok sudah masuk semua dan sudah cukup untuk perontokannya, waktu dicatat lagi. Semua gabah hasil perontokan yang keluar dari lubang pengeluaran ditampung dan ditimbang. Perlakuan tersebut dilakukan sebanyak lima (5) kali ulangan.
Perhitungan kapasitas pengumpanan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
dimana,
Kpm = Kapasitas pengumpanan (kg/jam)
Wp = Bobot total gabah dan jerami yang masuk dari lubang pemasukan dengan cara dipegang/hold-on (kg)
t = Waktu yang diperlukan, dihitung mulai jerami masuk ke lubang pemasukan sampai gabah habis (jam)
c. Kapasitas Perontokan
Pengujian kapasitas perontokan ditujukan untuk mengetahui jumlah gabah yang dirontokkan berdasarkan satuan waktu. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan jerami padi secara
t
Wp
22 berkesinambungan ke dalam ruang perontokan. Kemudian gabah yang keluar dari lubang pengeluaran gabah dalam waktu tertentu ditampung dan ditimbang. Perlakuan tersebut dilakukan sebanyak lima kali ulangan.
Perhitungan kapasitas kerja perontokan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
dimana,
Kpk = Kapasitas perontokan (kg/jam)
Wk = Bobot gabah yang keluar dari lubang pengeluaran gabah selama waktu perontokan (kg)
t1 = Waktu perontokan (jam) d. Tingkat kebersihan
Tingkat kebersihan dapat dicari dengan cara menimbang minimum tiga (3) sampel dari lubang pengeluaran gabah sewaktu menghitung kapasitas perontokan padi pada setiap ulangan. Dari sampel tersebut, gabah dibersihkan, baik utuh maupu rusak, dari gabah hampa dan kotoran, kemudian masing-masing ditimbang. Perhitungan tingkat kebersihan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
dimana,
Tb = Tingkat kebersihan (%)
Wu = Bobot gabah (utuh dan rusak) yang keluar dari lubang pengeluaran (gram)
Wp1= Bobot total sampel diperoleh melalui lubang pengeluaran (gram)
e. Presentase gabah tidak terontok
Presentase gabah tidak terontok dapat dicari dengan mengambil dan menimbang minimum tiga (3) sampel jerami pada
1 t Wk Kpk % 100 1 Wp Wu Tb ...(5) ...(6)
23 waktu menghitung lapasitas pengumpanan pada setiap ulangan. Butiran gabah yang masih melekat pada malainya dipisahkan dan kemudian ditimbang. Presentase gabah yang tidak terontok terhadap sampel yang diambil dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
dimana,
W1 = Gabah tidak terontok (%)
Wt = Bobot gabah yang tidak terontok (kg)
Wo = Bobot total gabah yang seharusnya diperoleh berdasarkan nisbah gabah-jerami (kg)
Nisbah gabah-jerami dihitung berdasarkan hasil pengukuran sebanyak 15 kali ulangan.
f. Efisiensi perontokan
Efisiensi perontokan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
dimana,
Efp = Efisiensi perontokan (%) W1 = Gabah tidak terontok (%) g. Presentase gabah tercecer
Presentase gabah tercecer dapat dicari dengan cara mengambil sampel pada waktu menghitung kapasitas pengumpanan pada setiap ulangan. Gabah utuh dan bersih yang keluar tidak melalui lubang pengeluaran ditimbang. Kemudian presentase gabah tercecer dapat dihitung dengan menggunakan perssamaan sebagai berikut:
dimana,
W2 = Gabah tercecer (%)
Wp2 = Bobot total gabah utuh dan bersih yang tidak melalui lubang pengeluaran gabah (kg)
% 100 1 Wo Wt W 1 % 100 W Efp % 100 2 2 Wo Wp W ...(7) ...(8) ...(9)
24 Wo = Bobot total gabah yang seharusnya diperoleh
berdasarkan nisbah gabah-jerami (kg) h. Susut perontokan (threshing loss)
Susut perontokan dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
atau dengan,
W3 = Susut perontokan (%) i. Mobilitas perontok
Pada pengujian mobilitas perontok, akan dilakukan pada persawahan yang mempunyai jarak antara rumah petani ke sawah yang dekat dan relatif jauh. Sehingga akan diketahui tingkat mobilitas perontok apakah lebih tinggi bila dibandingkan dengan pedalthresher
yang sudah ada. Selain itu juga akan dilakukan pengujian mobilitas di dalam petakan sawah.
6. Analisis Ekonomi
Analisis ekonomi dilakukan untuk mengetahui biaya pokok perontokan padi dengan mengunakan perontok padi ini. Metode yang akan dilakukan untuk menghitung biaya pokok dari penggunaan alat perontok padi pedal ini yaitu:
a. Menentukan harga beli (rupiah). Harga dari perontok padi ini tanpa sepeda diasumsikan Rp 1.200.000,00. Berdasarkan perkiraan berat perontok yaitu 15 kg dan harga besi Rp 6000,00/kg, maka dapat ditentukan harga ahir perontok, yaitu Rp 90.000,00. Kemudian menentukan suku bunga/tahun (%) dan umur ekonomi (tahun). Suku bunga diasumsikan 1.2%/tahun, sedangkan umur ekonomi dari perontok diasumsikan 5 tahun. Langkah selanjutnya adalah menentukan kapasitas perontokan (kg/jam). Dari kapasitas perontokan dari perontok padi tersebut, dapat dicari jumlah padi yang
2
3 W1 W
25 dirontokan setiap tahunnya (kg/tahun). Selanjutnya adalah menentukan waktu kerja (jam/tahun).
b. Menghitung biaya tetap yang meliputi: 1) Penyusutan
Keterangan :
D = Biaya penyusutan (Rp/tahun) P = Harga awal (Rp)
S = Harga akhir (Rp)
L = Umur ekonomi perontok (tahun) 2) Bunga Modal
Keterangan :
P = Harga awal (Rp)
i = Total tingkat bunga modal (%/ tahun) I = Total bunga modal (Rp/tahun)
N = Umur ekonomis alat dan mesin budidaya (tahun) 3) Biaya gudang
c. Menghitung biaya tidak tetap (rupiah/kg) seperti pelumas, penggantian komponen, service, dan upah operator.
d. Menghitung biaya pokok dengan menggunakan persamaan: Biaya tetap/tahun + Biaya tidak tetap/tahun
Biaya pokok = --- kg padi/tahun L S P D N N iP D 2 ) 1 ( ...(11) ...(12) ...(13)
26
IV. ANALISA RANCANGAN