Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan mulai April 2013 sampai Januari 2014. Kegiatan penelitian dibagi menjadi beberapa sub kegiatan yaitu kegiatan pembuatan rangkaian elektronik, pembuatan model simulasi, pembuatan program pengendalian, pengujian lapang, dan analisis data serta penyusunan laporan. Kegiatan pembuatan rangkaian elektronik dilakukan mulai April 2013 sampai Agustus 2013 di Lab. Bengkel Metanium Teknik Mesin dan Biosistem IPB. Pembuatan program pengendalian dilakukan mulai Agustus 2013 sampai November 2013 di Lab. Bengkel Metanium Teknik Mesin dan Biosistem IPB. Pengujian dilakukan mulai November 2013 sampai Desember 2013 di Lab. Siswadhi Suparjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem IPB. Analisis data dan penyusunan laporan dilakukan mulai Desember 2013 sampai Januari 2014.
Gambar 6 Layout unit pengendali traktor otomatis
Alat dan Bahan
Penelitian ini menggunakan traktor empat roda 45 HP yang telah dimodifikasi menjadi traktor otomatis. Bahan yang digunakan untuk sistem pengendalian yaitu encoder, potensio meter, motor DC, EMS 30A H-Bridge, kabel,
10
DT-AVR ATmega128, RTK-DGPS. Alat untuk membuat algoritma pengendalian adalah personal computer (laptop) dengan sofware Microsoft Visual Basic 6.0 dan Code Vision AVR. Alat yang digunakan untuk pengujian terdiri dari meteran, patok, dan kamera video. Pengujian kondisi tanah menggunakan alat penetrometer, ring sampel, oven, dan timbangan digital. Layout unit pengendali traktor otomatis dapat dilihat pada Gambar 6
Tahapan Penelitian
Secara umum penelitian ini terdiri dari empat tahapan, yaitu perumusan masalah, perancangan, pembuatan, dan pengujian. Tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 7. Perumusan masalah dilakukan dengan mengidentifikasi masalah-masalah kekurangan dari traktor otomatis yang dilakukan pada penelitian sebelumnya (Rahman 2013). Secara umum traktor otomatis tersebut telah bekerja dengan baik.
Gambar 7 Bagan alir proses penelitian
a
Tidak Mulai
Identifikasi dan perumusan masalah
Perancangan dan modifikasi algoritma pengendalian
Pembuatan model dan simulasi pergerakan traktor
Uji lapangan
Pengolahan data dan analisis hasil pengujian
Selesai Uji Lab
Berfungsi dengan baik?
Perancangan dan modifikasi sistem pengendalian traktor otomatis
11 Algoritma pengendalian, sistem navigasi GPS, dan mekanisme telah bekerja dengan baik dan mengikuti koordinat yang telah ditetapkan. Pada proses belok traktor mengandalkan sudut maksimum roda depan dengan arah gerak maju tanpa memfungsikan pedal rem kanan dan kiri pada saat belok, mengakibatkan radius putar yang cukup besar sehingga traktor sulit berpindah pada jalur kerja terdekat. Besarnya radius putar mengakibatkan penelitian yang dilakukan Rahman (2013) menggunakan pola pengolahan tanah tepi. Untuk meningkatkan kemampuan manuver traktor maka perlu dilakukan pengendalian tuas transmisi maju-mundur dan pengendalian tuas rem kiri-kanan. Pengendalian dua mekanisme tersebut belum dilakukan sehingga modifikasi dilakukan pada kedua bagian tersebut. Bagian yang telah ada dan berfungsi dengan baik dipertahankan seperti semula dan tidak dilakukan perubahan.
Pengiriman data GPS yang tidak utuh membuat penentuan posisi traktor menjadi kurang tepat. Hal ini juga menurunkan ketepatan dalam penentuan arah pergerakan traktor yang menggunakan metode perbandingan dua titik posisi. Pengembangan model pergerakan traktor dapat dilakukan untuk dapat memprediksi posisi traktor sehingga dapat diperoleh simpangan yang lebih kecil. Pengujian di lapangan dilakukan untuk mengetahui ketepatan traktor dalam mengikuti lintasan yang telah dibuat dan menguji model prediksi dengan membandingkan hasil simulasi dan pengujian riil di lapangan.
Tahapan perancangan dilakukan untuk merancang sistem pengendalian traktor pada lintasan lurus, belok, mundur, hingga melakukan pengolahan tanah pada suatu lahan. Rancangan sistem pengendalian berupa perancangan alur proses pengendalian. Modifikasi maupun pembuatan rangkaian elektronik dan program pengendalian. Rangkaian elektronik yang dibuat meliputi: penyedia catu daya, rangkaian pengendali gerak motor DC dan rangkaian sensor.
Pengujian dilakukan dengan dua cara yaitu pengujian lab dan pengujian lapangan. Pengujian lab. dilakukan di lab. dengan mengangkat traktor sehingga keempat roda traktor tidak menyentuh tanah. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah seluruh sistem pengendali dapat bekerja dengan baik. Setelah dipastikan seluruh sistem bekerja dengan baik dilakukan pengujian kerja di lapangan. Pengujian di lapangan meliputi pengujian lintasan lurus, pengujian belok dan mundur, serta pengujian pengolahan tanah.
Rancangan Sistem
Proses pengendalian traktor otomatis dimulai dengan mengumpulkan data pemetaan koordinat lahan dengan menggunakan GPS. Perencanaan jalur kerja dilakukan untuk menentukan titik-titik koordinat belok dengan menggunakan komputer interface. Pengesetan jalur selesai maka traktor berjalan sendiri dengan terus membaca sensor navigasi untuk mengetahui posisi dan tindakan yang akan dilakukan. Data-data informasi sensor navigasi dikirim ke perangkat komputer untuk diolah agar dapat menentukan keputusan selanjutnya. Hasil interpretasi program komputer dikirim ke microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali dari masing-masing unit aktuator/motor penggerak. Motor penggerak akan menggerakkan mekanisme pada unit pengendali sistem kemudi seperti gas, kopling, rem, dan setir. Secara sistematis dapat dilihat pada Gambar 8. Dalam penelitian ini
12
mekanisme pengontrolan roda kemudi, pedal akselerator, pedal kopling, dan tuas implemen tidak dilakukan modifikasi. Hal ini berarti mekanisme tersebut dipertahankan dan tetap digunakan sesuai dengan yang telah dihasilkan dalam penelitian Rahman (2013).
Sensor navigasi berfungsi untuk mengetahui posisi tepat traktor untuk menentukan langkah yang harus dilakukan traktor selanjutnya. Pembacaan posisi dilakukan dengan menggunakan RTK-DGPS Reciever yang dihubungkan ke PC. RTK-DGPS Reciever yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis/tipe RTK-DGPS Outback® S3 GPS Guidance and Mapping System dengan tingkat ketelitian yang diharapkan sebesar 3 -5 cm. Data yang diterima kemudian dicocokkan dengan orientasi traktor yang kemudian menentukan langkah yang harus dilakukan traktor. Orientasi traktor diperoleh dari membandingkan posisi traktor saat ini terhadap posisi traktor sebelumnya. Posisi dan orientasi traktor dibandingkan terhadap jalur yang sebenarnya untuk menentukan besar putaran sudut setir kemudi. Kebutuhan kecepatan pembacaan GPS berbanding lurus dengan kecepatan maju traktor. Semakin lambat laju traktor dengan frekuensi pembacaan GPS yang sama, akurasi jalan traktor pada lintasan akan semakin tinggi. Frekuensi pembacaan dan pengiriman data GPS dalam penelitian ini digunakan frekuensi 5 Hz.
Gambar 8 Sistem pengendalian traktor otomatis
Antena GPS diletakkan di atas roda kanan depan sehingga posisi traktor yang terus terpantau merupakan posisi roda kanan depan traktor. Penempatan antena pada posisi tersebut karena untuk menghindari getaran berlebihan dan panas
H-Bridge
Motor DC pengendali rem kanan
Motor DC pengendali rem kiri
H-Bridge
Motor DC pengendali perseneling maju-mundur
H-Bridge
Limit switch Sensor
H-Bridge Motor DC pengendali kemudi H-Bridge Motor DC pengendali akselerator H-Bridge Motor DC pengendali implemen Motor DC pengendali kopling Relay
Encoder Potensiometer Potensiometer Sensor GPS
receiver
Personal computer Digital control Microcontroll er Garis kontrol Garis penggerak Garis data
13 dari mesin jika diletakkan di tengah traktor yaitu di atas kap mesin. Posisi implemen dan bagian lain traktor diasumsikan mengikuti posisi traktor. Implemen bajak yang digunakan menggunakan penggandengan tiga titik gandeng sehingga arah implemen bajak tersebut mengikuti arah traktor.
Komputer berfungsi sebagai alat untuk komputasi dan interface. Komputasi adalah bagaimana mengolah data-data yang diterima oleh GPS sehingga menghasilkan suatu keputusan. Untuk menghasilkan suatu keputusan perlu dilakukan penyusunan algoritma pada komputer tersebut yang disusun dalam sebuah program aplikasi. Penyusunan aplikasi pengendalian traktor otomatis digunakan software Visual Basic 6.0.
Sistem aktuator berfungsi untuk menggerakkan mekanisme-mekanisme pada sistem kemudi traktor, yaitu setir, kopling, akselerator, perseneling, rem, dan implemen. Pergerakan sistem aktuator ini dikendalikan oleh microcontroller ATMEGA 128. Program pengendalian aktuator dibuat dengan Bahasa pemrograman C dengan menggunakan software CodeVision AVR. Program ini kemudian diunduh kedalam microcontroller. Sumber tenaga gerak aktuator bersumber dari motor DC yang dikontrol oleh microcontroler melalui H-Bridge. Besar dan arah gerakan sesuai dengan perintah hasil komputasi komputer.
Beberapa pergerakan mekanisme yaitu setir, implemen, kopling, akselerator, dan tuas transmisi dipantau dengan menggunakan sensor insternal. Sistem sensor internal berfungsi untuk mengetahui dan memberi umpan balik hasil gerakan aktuator. Sensor yang digunakan berupa limit switch, potensio meter, dan
rotary encoder. Limit switch digunakan pada aktuator yang digerakkan maksimum, yaitu pada kopling, rem, dan tuas transmisi. Potensiometer dapat digunakan untuk mengetahui posisi sudut tetapi dalam akurasi yang rendah. Potensiometer digunakan pada aktuator yang perlu diketahui posisi sudut tetapi tidak memerlukan ketelitian tinggi, yaitu pada akselerator dan implemen. Rotary encoder digunakan pada aktuator yang memerlukan akurasi yang tinggi, yaitu pada setir.
Metode Pengendalian Closed Loop
Pengendalian loop tertutup (closed loop) dilakukan pada pengendali stir/kemudi, tuas implemen, dan pedal gas. Pengolahan data GPS terhadap lintasan acuan dan orientasi traktor menghasilkan nilai sudut roda kemudi yang harus dibentuk. Besar sudut roda kemudi tersebut dikirim ke microcontroller yang kemudian membandingkan posisi roda kemudi yang telah dibentuk terhadap posisi roda kemudi seharusnya. Posisi sudut roda kemudi diketahui melalui pembacaan nilai encoder. Kalibrasi nilai encoder terhadap sudut roda kemudi dilakukan untuk mengetahui sudut roda kemudi yang terbentuk terhadap nilai encoder yang diterima. Selisih nilai sudut roda kemudi merupakan parameter yang digunakan untuk menentukan target baru pergerakan roda kemudi berdasarkan nilai encoder (En). Metode pengendalian loop tertutup yang digunakan berupa pengendalian on-off
dengan persamaan pengendalian :
14 di mana :
En : Nilai target encoder sekarang
En-1 : Nilai target encodr sebelumnya : Nilai sudut roda kemudi sekarang
− : Nilai sudut roda kemudi sebelumnya A : Konstanta
Metode Pengendalian Open Loop
Pengendalian loop terbuka (open loop) yaitu menggerakkan suatu mekanisme tanpa adanya umpan balik. Pengendalian hanya menggerakkan pada posisi tertentu dan berhenti pada nilai tersebut yang telah dicapai tanpa melakukan gerakan koreksi. Pengendalian tuas-tuas kemudi lain dilakuakan dengan pengendalian loop terbuka, seperti pada pedal kopling, pedal rem, dan tuas transmisi. Pengendalian loop terbuka dilakukan karena tuas-tuas tersebut tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap akurasi gerakan traktor mengikuti lintasan acuan. Selain itu, tuas-tuas tersebut juga tidak dikendalikan setiap saat yang dikendalikan pada kondisi tertentu.
Pengendalian Lintasan Lurus
Gerakan traktor dalam melakukan pengolahan tanah pada lahan terbagi menjadi dua gerakan yaitu gerakan maju pada lintasan lurus atau lintasan olah dan gerakan belok untuk berpindah pada jalur kerja berikutnya. Hal ini sangat penting karena pada lintasan lurus inilah dilakukan pembajakan/pengolahan tanah. Algoritma navigasi pengendalian kemudi traktor pada lintasan lurus dapat dilihat pada Gambar 9.
Pengendalian dimulai dari penentuan lintasan acuan. Lintasan acuan lurus dibentuk oleh dua titik koordinat, yaitu koordinat titik mulai dan koordinat titik akhir. Pembacaan data GPS memberikan informasi posisi dalam bentuk derajat bujur (longitude) dan lintang (latitude). Pada penggunaan di lapangan, koordinat tersebut harus ditransformasikan menjadi koordinat kartesian x dan y. UTM (Universal Transverse Mercator) merupakan sebuah sistem yang menggunakan koordinat kartesian dua dimensi untuk memetakan posisi di permukaan bumi (Snyder, 1987). Pada pengolahan data, derajat bujur dan lintang dikonversi menjadi koordinat kartesian x dan y dengan menggunakan Persamaan 13 dan 14 (Srivastava
et al. 2006)
− = � − ... (13) − = � � − � ... (14)
15 di mana
Δx = delta posisi dalam bidang x (m) Δy = delta posisi dalam bidang y (m)
� =[ − c ] .
� =[ − − ] .
a = equatorial radius = 6378135 m
b = polar radius = 6356750 m
= √ −
Gambar 9 Algoritma pengendalian gerak maju traktor mengikuti lintasan lurus
Mulai
Pembacaan data RTK DGPS (latitude,longitude)
Menghitung posisi traktor (x, y, dan arah)
Menghitung koreksi sudut setir
Mengirim perintah pergerakan setir ke micro controller
Traktor bergerak mencapai akhir lintasan
Mencapai akhir lintasan?
Ya Stop Tidak
16
Traktor terus berjalan maju mulai dari titik awal sampai ke titik akhir mengikuti lintasan acuan. Untuk mengarahkan traktor agar terus berada di lintasan acuan, setir digerakkan berdasarkan sudut setir (α). Sudut α ditentukan berdasarkan simpangan posisi dan arah traktor dari yang seharusnya. θ adalah sudut orientasi lintasan yang menjadi referensi arah jalan traktor dan sudut orientasi traktor adalah . Sudut orientasi traktor ( ) ditentukan dari dua posisi traktor. Model penentuan orientasi traktor dari dua titik posisi dan letak antena GPS dapat dilihat pada Gambar 10.
(a) (b)
Gambar 10 (a) Letak posisi antena GPS, (b) Penentuan orientasi traktor dari perbandingan dua titik posisi
Lintasan yang berbentuk garis lurus dengan kemiringan oriref
menghasilkan suatu persamaan garis linier. Persamaan garis linier digunakan untuk menentukan nilai x seharusnya (xref) ketika posisi traktor pada nilai yt. Perbedaan nilai posisi x traktor terhadap referensi membentuk nilai simpangan (e). Nilai merupakan konversi nilai simpangan menjadi sudut. Setiap simpangan 1.5 m maka sudut roda kemudi diharapkan membentuk sudut maksimum yaitu 30o .Untuk menghitung penentuan sudut setir yang diberikan terhadap simpangan dihitung dengan menggunakan persamaan :
� = tan− |( − �) ( − �)| × � ... (15) = tan− | �− �− �− �− | × � ... (16) = � a � + ... (17) = | − | × |sin�×�| ... (18) = × . ... (19)
17 ∆ = � − ... (20)
= ∆ + ... (21)
Pengendalian Lintasan Belok
Saat mencapai ujung lintasan lurus, traktor melakukan gerakan belok untuk berpindah ke jalur olah berikutnya. Gerakan belok dirancang mengikuti pola belok Nagasaka (2004) seperti pada Gambar 11. Traktor bergerak maju dengan sudut putaran setir maksimum dengan arah sesuai dengan posisi lintasan lurus berikutnya. Saat belok juga dilakukan pengaktifan salah satu tuas rem kiri atau kanan sesuai dengan arah belok. Tuas rem kiri akan aktif jika traktor akan memutar ke kiri dan sebaliknya. Perintah ini akan terus dilakukan sampai terdeteksi traktor telah berbalik arah hadap. Setelah berubah arah traktor akan bergerak maju dengan sudut setir berubah-ubah sesuai dengan besar simpangan menyesuaikan posisi pada lintasan selanjutnya. Kemudian traktor bergerak mundur sampai pada titik mulai operasi pada jalur berikutnya dengan terus menyesuaikan posisi dan arah yang sesuai. Selama proses gerakan belok, implemen di naikkan sehingga traktor tidak melakukan operasi pembajakan.
Gambar 11 Pola belok di ujung lintasan (Nagasaka 2004)
Pengendalian Pengolahan Lahan
Algoritma pengendalian traktor dimulai dengan pembuatan peta jalur lintasan traktor yang akan dilalui seperti pada Gambar 12. Setelah pembuatan peta jalur lintasan traktor selesai, traktor mulai bergerak maju dengan menurunkan implemen terlebih dahulu. Selama bergerak maju traktor terus menyesuaikan posisi dan darah gerak sesauai dengan lintasan acuan yang harus diikuti. Ketika traktor sampai di ujung lintasan, implemen dinaikkan dan traktor melakukan pengendalian operasi belok hingga berbalik arah. Untuk menyesuaikan posisi traktor pada titik awal lintasan selanjutnya maka traktor bergerak mundur. Sebelum traktor kembali berjalan mengikuti lintasan acuan, implemen diturunkan dan traktor kembali bergerak maju sesuai lintasan acuan yang sesuai.
Pembuatan peta jalur lintasan traktor ini dibuat dengan memasukkan empat titik koordinat lahan (lahan segi empat) serta lebar lintasan yang dapat disesuaikan
18
dengan lebar kerja implemen. Tahap selanjutnya adalah menghitung Δx dan Δy maksimum dari masing-masing titik yang berhadapan, dengan persamaan berikut (Rahman 2013):
∆ = − ... (22) ∆ = − ... (23) ∆ = − ... (24) ∆ = − ... (25)
19 Berdasarkan masing-masing delta yang ada, dihitung lebar olah lahan (l) dengan menggunakan persamaan berikut (Rahman 2013):
= � . [ √∆ + ∆ , √∆ + ∆ ] ... ………..(26) Dari persamaan (26), dipilih besaran yang terkecil sebagai lebar olah lahan. Berdasarkan lebar lahan yang ada ditentukan jumlah jalur yang akan diolah dengan persamaan sebagai berikut:
=
� ... (27) Setelah menghitung jumlah lintasan acuan pengolahan tanah, ditentukan titik-titik ujung tiap lintasan sebagai patokan untuk pengolahan secara berurutan dari lintasan. Sketsa peta jalur lintasan traktor yang akan dilaului dapat dilihat pada Gambar 13. Berikut persamaan untuk menentukan titik-titik ujung:
= + (( − × ∆ )⁄ ) ... (28) = + (( − × ∆ )⁄ ) ... (29) = + (( − × ∆ )⁄ ) ... (30) = + (( − × ∆ )⁄ ) ... (31) Dimana nilai n adalah indeks lintasan olah ke-n.
20
Model Simulasi
Mekanisme pengereman dan pengendalian sudut setir menyebabkan traktor tidak dapat berputar pada titik pusat traktor, sehingga saat berputar posisi traktor akan berubah yang disebut pergerakan non-holonomic. Kontrol gerak non-holonomic membutuhkan komputasi yang cukup rumit dibandingkan dengan gerak
holonomic (Sutiarso et al. 2001). Gambar 14 menunjukkan model kinematik kendaraan kemudi roda depan. Diasumsikan bahwa masing-masing roda berpindah dalam arah yang sama karena umumnya traktor berjalan lambat dan diasumsikan traktor berjalan pada area datar. Berdasarkan hubungan geometri, diperoleh persamaan (Sutiarso et al. 2001):
̇ = � cos , ̇ = � sin , ̇ = � tan / ... (32)
= + ∫ � cos , = + ∫ � sin , = ∫ � tan ... (33)
Gambar 14Model kinematik kendaraan kemudi roda depan (Sutiarso et al. 2001) Proses simulasi dilakukan untuk mengetahui perkiraan gerakan traktor dalam mengikuti lintasan acuan. Posisi (x,y) dan orientasi ( ) traktor selama pergerakan simulasi dihitung dengan menggunakan Persamaan 33. Penentuan sudut setir (α) dihitung dengan menggunakan Persamaan 21. Pada pengujian di lapangan,
posisi (x,y) traktor diperoleh dari pembacaan data GPS.
Pengujian
Pengujian Lintasan Lurus
Pengujian lintasan lurus dilakukan untuk mengetahui kemampuan traktor dapat berjalan mengikuti lintasan berupa garis lurus yang telah ditentukan dengan panjang lintasan 30 m. Pengujian ini dilakukan dengan dua cara, yaitu sebelum berjalan traktor ditempatkan pada posisi awal lintasan lurus dan ditempatkan pada posisi yang tidak segaris dari posisi lintasan seharusnya dengan jarak sekitar 5 m dan sejajar lintasan acuan. Dua titik acuan lintasan lurus ditempatkan dan dihubungkan sehingga membentuk garis lurus. Pengujian pertama dilakukan
21 dengan menempatkan traktor pada posisi awal lintasan lurus dan berimpit pada lintasan acuan. Traktor dijalankan secara otomatis dan berjalan sepanjang garis lurus tersebut sampai traktor mencapai titik akhir lintasan. Pengujian kedua dilakukan dengan menempatkan traktor pada posisi di luar garis lintasan acuan berjarak 5 m dan sejajar lintasan acuan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan (approaching) traktor menyesuaikan posisi pada lintasan acuan dan bergerak maju hingga mencapai ujung akhir lintasan.
Pengujian Belok
Pengujian belok dan mundur dilakukan untuk mengetahui kemampuan traktor berbelok setelah mencapai ujung lahan dan kemudian bergerak mundur untuk memposisikan traktor pada awal lintasan berikutnya. Traktor diposisikan pada titik sebelum ujung akhir lintasan lurus. Traktor bergerak maju untuk beberapa saat hingga terdeteksi akhir lintasan maju. Ketika terdeteksi ujung akhir lintasan maju, traktor berbelok dengan sudut roda depan maksimum hingga mendekati dan menyesuaikan pada lintasan acuan selanjutnya. Pengujian ini menhasilkan kebutuhan radius putar traktor untuk berbelok dan jarak awal lintasan acuan berikutnya terhadap posisi traktor mencapai posisi yang tepat pada lintasan acuan setelah berbelok. Jarak ini menjadi acuan besar jarak untuk gerakan mundur.
Pengujian Pengolahan Tanah
Pengujian pengolahan tanah satu lahan dilakukan untuk mengetahui kemampuan traktor berjalan sesuai pola lintasan operasi kerja pengolahan tanah yang telah ditentukan dari titik awal sampai titik akhir pembajakan. Lahan yang digunakan berbentuk segi empat 30 m x 20 m. Lebar kerja yang digunakan yaitu 1.6 m sesuai dengan lebar traktor dan jumlah lintasan yang harus dilalui sebanyak 12 lintasan pola jalur kerja traktor yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 15. Pengujian pembajakan dilakukan dengan menggunakan bajak rotari dan bajak piring.
Gambar 15 Pola jalur kerja pengujian traktor
Pengujian Kondisi Tanah
Data pendukung yang diukur sebelum melakukan pengujian yaitu kadar air tanah dan kekuatan penetrasi tanah. Pengukuran tersebut dilakukan untuk
Masuk
H
ea
22
mengetahui kondisi tanah pada lahan yang akan diolah. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada kedalaman 5 dan 10 cm dari permukaan tanah masing-masing di lima titik berbeda pada lahan. Metode pengambilan sampel tanah dapat dilihat pada Gambar 16. Sampel-sampeltersebut diukur beratnya ketika pengambilan kemudian dimasukkan ke oven untuk dikeringkan dengan suhu 110oC dan waktu ≥24 jam, kemudian ditimbang kembali setelah dikeluarkan dari oven. Berdasarkan data tersebut, kadar air dapat dihitung dengan Persamaan 34.
�� = ��− � � − � × ... (34) di mana: Ka = kadar air (%) mtb = berat basah (g) mtk = berat kering (g)
mr = berat ring sampel(g)
Gambar 16 Proses pengambilan contoh tanah (Kurnia 2006)
Pengukuran Error
Simpangan (error) adalah jarak tegak lurus posisi traktor terhadap garis lintasan acuan. Simpangan dihitung pada saat traktor berjalan pada lintasan lurus. Pada pengujian pengolahan tanah, hasil pengujian merupakan simpangan jarak ketidak sesuaian posisi traktor terhadap lintasan lurus pembajakan. Simpangan dihitung dari saat traktor bergerak maju sampai traktor akan berbelok. Besar simpangan yang dihasilkan menjadi acuan tingkat presisi traktor otomatis. Nilai simpangan yang semakin kecil akan menjadikan presisi yang semakin besar dan kinerja traktor otomatis akan semakin baik. Perhitungan simpangan juga dilakukan pada kesesuaian posisi traktor terhadap posisi traktor hasil simulasi. Hal ini bertujuan untuk mengetahui bahwa model yang dikembangkan untuk menduga posisi traktor dapat diterapkan.
23
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem Pengendali
Semua unit sistem pengendalian gerak tuas-tuas kemudi diuji untuk memastikan semua sistem pengendali dapat bekerja dengan baik. Salah satu unit yang tidak dapat bekerja dengan baik akan menyebabkan keseluruhan sistem pengendalian traktor otomatis tidak dapat berjalan dengan baik. Untuk mengetahui semua unit pengendali dapat bekerja dengan baik maka dilakukan pengujian terhadap waktu yang diperlukan untuk pergerakan masing-masing tuas dan keberhasilan pengendali tersebut. Pengukuran lama pergerakan diperlukan untuk mengetahui waktu tunggu (delay time) untuk melaksanakan perintah-perintah selanjutnya. Selain itu, lama pergerakan juga berfungsi untuk mengulur pergerakan unit pengendali yang tidak dapat bergerak secara bersamaan seperti pada unit pengendali kopling dan transmisi. Hasil uji kebutuhan waktu unit sistem pengendali dapat dilihat pada Tabel 1. Sebelum unit transmisi digerakkan, pergerakan kopling harus dipastikan selesai sampai menekan limit switch. Sebaliknya, ketika tuas kopling akan dinaikkan maka tuas transmisi harus dipastikan telah selesai bergerak. Tabel 1 Hasil uji kebutuhan waktu gerakan unit pengendali
Unit Pengendali Pergerakan Rata-rata Waktu