Buah-buahan merupakan salah satu makanan yang sangat penting dan digemari oleh masyarakat luas. Hal itu karena di dalam buah terdapat nutrisi yang sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia seperti vitamin, mineral, air, protein, lemak dan antioksidan. Untuk mencapai kondisi masyarakat yang sehat maka setiap kepala harus mengkonsumsi sedikitnya 32.6 kg buah per tahun (Saptarini et al., 2002). Agar tanaman dapat menghasilkan buah yang banyak dan bermutu baik maka tidak lepas dari 4 faktor yang mempengaruhinya yaitu: tanaman yang ditanam merupakan bibit unggul, makroklimat tanaman terpenuhi, mikroklimat tanaman terpenuhi dan keadaan tanaman sehat atau sudah dewasa. Apabila ke-4 faktor tersebut terpenuhi maka perlu dilakukan perlakuan tertentu agar tanaman cepat tumbuh, salah satu caranya adalah dengan cara memberi pupuk yang sesuai dan tepat ke tanaman.
Pemupukan adalah salah satu upaya untuk mengganti unsur hara dalam tanah yang terserap oleh tanaman. Pemberian pupuk pada tanaman dapat diberikan dalam beberapa cara, salah satunya dengan memberikan pupuk hingga akar. Pemberian pupuk melalui akar pada tanaman buah memerlukan kedalaman berkisar 15 sampai 25 cm, hal ini dikarenakan sebagian besar tanaman buah berakar tunggang seperti tanaman jeruk, tanaman Jambu dan tanaman lainnya. Selain itu juga agar pupuk yang diberikan hanya terserap oleh tanaman buah dan tidak terserap oleh gulma disekitar tanaman yang memiliki akar yang pendek. Pemberian pupuk untuk tanaman buah umumnya masih dilakukan secara sederhana yaitu dengan membuat lubang mengitari tanaman dengan cangkul, sehingga memerlukan energi yang cukup besar.
Disain aplikator diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pekerjaan dan tidak memakan banyak energi dan waktu. Aplikator yang dibuat ini bertipe tugal. Aplikator tipe tugal sebelumnya hanya untuk tanaman pangan seperti kedelai, jagung dan lainnya, sehingga pupuk yang dapat ditampung hanya dalam jumlah kecil dan kedalaman pemupukan berkisar 7 sampai 10 cm, oleh karena itu pada aplikator ini di lengkapi dengan kotak pupuk yang mampu menampung pupuk
dalam jumlah besar dan dilengkapi oleh pedal penekan agar mendapatkan kedalaman tanah yang maksimal.
Tujuan
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mendisain aplikator pupuk granular
untuk tanaman buah (aplikator tipe tugal). Tujuan khusus dari penelitian ini yaitu:
1. Merancang mekanisme dari aplikator dan bentuk alat. 2. Membuat aplikator.
3. Melakukan uji fungsional aplikator pada skala laboratorium dan menganalisa data hasil uji fungsional.
3
TINJAUAN PUSTAKA
TanamanBuah
Pemupukan pada tanaman apel dilakukan dengan menyebar pupuk di sekeliling tanaman pada kedalaman ± 20 cm sejauh lebar daun, lalu ditutup tanah dan diairi. Adapun dosis pupuk yang diberikan disajikan pada Tabel 1 (PT Pupuk Sriwijaya dalam Trubus, 1998).
Pemberian pupuk buatan pada tanaman cokelat, dilakukan per tahun dengan kedalaman pupuk 10 cm dengan melingkari pohon (Sutedjo, 1994). Dosis pupuk yang diberikan untuk cokelat disajikan pada Tabel 2, sedangkan untuk tanaman kopi disajikan pada Tabel 3.
Pemberian pupuk buatan pada tanaman jeruk, diberikan dengan dosis gram/tanaman setiap bulan dengan kedalaman lubang tanam 25 cm. (Warintek.com, 7-12-2005). Dosis pupuk yang diberikan pada tanaman jeruk dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 1 Dosis pemupukan tanaman apel dan waktu pemberiannya
Umur Urea (g/pohon) TSP (g/pohon) KCL (g/pohon) Pupuk kandang (20 l/pohon) Waktu tanam - - - 2 2 bulan 25 - - - 4 bulan 25 - - - 6 bulan 50 - - - 1 tahun 35 35 25 2 1.5 tahun 50 50 40 - 2 tahun 65 65 50 2 2.5 tahun 85 85 65 - 3 tahun 85 85 65 2 3.5 tahun 100 100 75 - 4 tahun 100 100 75 2 4.5 tahun 130 130 100 - 5 tahun 130 130 100 2 5.5 tahun 175 - 350 175 - 350 130 - 300 2 (tiap tahun) Sumber: PT Pupuk Sriwijaya dalam Trubus, Jakarta, 1998.
Tabel 2 Dosis pemupukan tanaman cokelat dan waktu pemberiannya Umur (tahun) Jenis pupuk yang perlu diberikan per pohon
N (ZA) P (DS) K (KCL) 1 2 x 25 gram 2 x 12.5 gram 2 x 12.5 gram 2 2 x 50 gram 2 x 25 gram 2 x 25 gram 3 2 x 100 gram 2 x 50 gram 2 x 50 gram 4 2 x 200 gram 2 x 100 gram 2 x 100 gram 5 2 x 250 gram 2 x 125 gram 2 x 125 gram 6 dst. Sama dengan pemupukan bagi tahun ke-5
Sumber: Sutedjo, 1994.
Tabel 3 Dosis pemupukan tanaman kopi dan waktu pemberiannya Umur (tahun) Jumlah dosis pupuk per tahun per tanaman (g)
N P2O5 K2O UREA DS ZK 1 20 20 20 50 50 40 2 40 40 40 100 100 80 3 60 40 60 150 100 120 4 80 40 80 200 100 160 5 - 10 120 60 120 300 150 240 10 dst. 160 80 160 400 200 320 Sumber: Sutedjo, 1994.
Tabel 4 Dosis pemberian pupuk untuk tanaman Jeruk dengan dosis
Bulan Urea ZA TSP ZK Dolomit
1 100 200 25 100 20 2 200 400 50 200 40 3 300 600 75 300 60 4 400 800 100 400 80 5 500 1000 125 500 100 6 600 1200 150 600 120 7 700 1400 175 700 140 8 800 1600 200 800 160 >8 >1000 2000 200 800 200 Sumber: Warintek.com 7-12-2005.
5 Pemupukan
Fungsi pupuk pada tanaman sama seperti fungsi makanan pada manusia. Oleh tanaman, pupuk digunakan untuk hidup, tumbuh dan berkembang (Marsono
et al., 2001).
Pemupukan yang teratur diperlukan agar tanaman memperoleh hara dari tanah dalam jumlah lengkap dan cukup. Tanaman yang kebutuhan haranya tercukupi dan lengkap unsur-unsurnya akan tumbuh pesat, sehat, lekas dewasa, cepat berbuah dengan hasil produktif (Saptarini et al., 2002). Kadar unsur hara dalam suatu dosis pemberian pupuk untuk beberapa tanaman dapat dilihat pada Tabel 5 sampai Tabel 8.
Pendapat yang mengatakan bahwa tujuan dari setiap usaha pertanian adalah untuk memperoleh hasil pertanian yang sebanyak-banyaknya tanpa memperhatikan keadaan kesuburan tanah yang diakibatkannya, adalah pendapat yang keliru. Sebabnya adalah hal ini hanya akan mengakibatkan keadaan tanah semakin merosot (Sarief dalam Mulyani, 1994).
Hasil dan kualitas dari panen seorang petani dapat berkembang tergantung pada tanah dan partikel dari jumlah nutrisi (makanan untuk tanaman) yang ditemukan di dalam tanah. Tanah yang biasa ditanami, sering memiliki sedikit makanan untuk tanaman, karena itu pemupukan dan perawatan sangat dibutuhkan (Macdonald dan Low dalam Mulyani, 1994).
Pupuk butiran (granular) biasanya diberi dengan cara sebagai berikut: 1). Disebar di permukaan tanah, 2). Ditempatkan secara dalam, 3). Disebar dan dicampur dengan tanah, 4). Diberikan bersamaan dengan penanaman, 5). Diberikan secara side dressing application dan 6). Di-drill ke dalam tanah (Daywin et al., 1993).
Tabel 5 Kadar unsur hara yang diserap beberapa jenis tanaman dalam bentuk hasil produksi
Jenis Tanaman Produksi (Kg/Ha)
Zat/Unsur yang diserap Tanaman N P2O5 K2 CaO MgO Padi 2 500 23 12 12 2 4 Jagung 2 200 27 13 12 1 4 Ubi kayu 59 000 42 64 350 60 31 Kedelai 1 100 101 - 48 - - Kacang Tanah 1 100 45 24 61 - - Kentang 10 000 35 16 60 45 - Kelapa 15 000 34 6 80 7 5 Kopi 700 24 4 34 4 3 Karet 4 000 9 4 7 - - Kakao 600 12 6 8 2 4 Tembakau 1 000 - 13 - - 194 Agave 120 000 108 41 277 420 - Sumber: Marsono et al., 2001.
Tabel 6 Dosis dan jadwal pemberian pupuk N untuk beberapa jenis tanaman Jenis tanaman Dosis N/ha Waktu pemberian
Jeruk 50 - 70 Diberikan awal dan akhir musim hujan. Melon 80 - 100 Diberikan pada umur 40 hari
Semangka 70 - 80 Waktu tanam
Apel 50 - 70 Awal dan akhir musim hujan Bawang merah 75 - 160 Diberikan dua kali
Bawang putih 80 - 160 Diberikan dua kali Tomat 35 - 50 Diberikan dua kali Kacang panjang 15 - 20 Waktu tanam Cabai 40 - 90 Diberikan dua kali
Cengkeh 60 - 80 Awal dan akhir musim hujan Cokelat 70 - 100 Awal dan akhir musim hujan Tebu 90 - 180 Diberikan dua kali
7 Tabel 7 Kuantitas zat hara tanah yang dihisap oleh tanaman per ha luas tanam
Jenis Tanaman Hasil /ha
Zat yang dihisap setiap kg/ha Zat Primer Zat Sekunder N P2O5 K2 CaO MgO Padi Sawah 5 000 kg Jerami 22 11 50 13 6
2 500 kg Gabah 23 12 12 2 4 Jagung 2 200 kg Buah 27 13 12 1 4 2 000 kg Batang 10 4 32 - - Tebu 150 000 kg Batang 150 53 330 38 43 Ubi Kayu 52 000 kg Daun/batang 64 43 212 142 43 59 000 kg Umbi 42 64 350 60 31 Krotalaria 20 000 kg daun/batang - 30 60 45 - Kentang 10 000 kg Umbi 35 16 60 45 - Kelapa Sawit 15 000 kg Buah 34 6 80 7 5 Kelapa Sawit 15 000 kg Buah 90 20 135 40 - Kedelai 1 100 kg Biji 101 - 48 - - Kacang Tanah 1 100 kg Biji 45 24 61 - - Teh 600 kg daun kering 31 5 18 - - Kopi 700 kg Biji 24 4 34 4 3 Cokelat 600 kg Biji 12 6 8 2 4 Karet 4 000 kg Latex 9 4 7 - - Agave (sisal) 120 000 kg Daun 108 41 277 420 - Tembakau 1 000 kg Daun
bertangkai - 13 - - 194 Merica 5 400 kg Biji kering 121 19 72 34 - Nanas 37 500 kg Buah berdaun 83 28 437 86 - Jeruk 15 000 kg Buah 28 8 32 - 17 Pisang 15 000 kg Buah 22 26 100 - - Sumber: Lingga, 1998
Tabel 8 Dosis dan jadwal pemberian pupuk P2O5 untuk beberapa jenis tanaman Jenis tanaman Dosis P (P2O5)/ha Waktu pemberian Jeruk 40 - 60 Awal dan akhir musim hujan Melon 80 - 100 Diberikan dua kali
Semangka 35 - 45 Diberikan waktu tanam Apel 40 - 60 Awal dan akhir musim hujan Bawang merah 40 - 80 Diberikan sebelum tanam Bawang putih 80 - 130 Diberikan sebelum tanam Tomat 40 - 130 Diberikan 15 hari Kacang panjang 25 - 70 Waktu tanam Cabai 40 - 75 Waktu tanam.
Cengkeh 60 - 80 Awal dan akhir musim hujan Cokelat 30 - 45 Akhir musim hujan
Tebu 80 - 100 Diberikan dua kali sesudah tanam Sumber: Lingga, 1998
Disain (Perancangan)
Menurut Harsokoesoemo (1999) perancangan adalah kegiatan awal dari proses pembuatan suatu produk yang dapat membantu dan meringankan kehidupan manusia. Perancangan terdiri dari serangkaian kegiatan yang berurutan. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Fase-fase dalam proses perancangan ditunjukkan oleh Gambar 1. Proses perancangan produk yang memperhatikan metode produksi yang akan dipakai nanti disebut sebagai
9 Gambar 1 Bagan proses perancangan (Harsokoesoemo, 1999).
Ergonomika
Ergonomika merupakan bidang ilmu yang meninjau manusia dari aspek keteknikan dan sistem dalam hubungannya dengan fasilitas dan lingkungan tempat melakukan kegiatan kerja dengan tujuan agar tercapai secara optimal nilai-nilai yang dikehendaki manusia diantaranya kenyamanan, keamanan, kesehatan dan efisiensi kerja (Kusen dalam Wisnubrata, 2003).
Manusia dalam kegiatan kerja dengan perlengkapan yang digunakan dapat ditinjau sebagai suatu sistem. Dikenal tiga katagori sistem yaitu 1). Sistem manual dimana pada sistem ini manusia berfungsi sebagai sumber tenaga penggerak dan pengendali. Perlengkapan kerja yang digunakan adalah sederhana seperti sepeda, kereta dorong dan lain-lain. 2). Sistem mekanik atau disebut juga sistem semi otomatik, dimana manusia hanya berperan sebagai pengendali, sedangkan sumber tenaga utama berasal dari mesin itu sendiri seperti mengendarai traktor. 3). Sistem otomatik dimana tugas manusia bukan sebagai pengendali melainkan sebagai pengawas (monitoring). Pada sistem ini mesin telah dilengkapi dengan peralatan
Kebutuhan
Analisis masalah dan spesifikasi produk
Perancangan konsep produk
Perancangan produk
Evaluasi produk hasil rancangan
otomatis sebagai pengganti manusia seperti penerapan robot industri (Kusen dalam Wisnubrata, 2003).
Antropometri adalah sistem yang lazim digunakan untuk pengukuran sifat tubuh manusia. Antropometri berhubungan dengan pengukuran tubuh atau anggota tubuh seperti ukuran tinggi tubuh, lebar dan panjang ruas anggota tubuh, mengenai panjang, tebal, massa atau volume. Data tersebut sebaiknya dibedakan berdasarkan selang usia dan jenis kelamin. Data pengukuran antropometri manusia tersebut sangat diperlukan dalam perhitungan disain berbagai alat kendali mesin, perlengkapan kerja dan dimensi ruang kerja agar tercapai kenyamanan, keamanan dan efisiensi kerja bagi operator (Kusen dalam Wisnubrata, 2003). Data antropometri orang Indonesia dapat dilihat pada Tabel 10.
Pengeluaran tenaga seseorang dapat ditinjau dari dua segi, yaitu 1). Pengeluaran tenaga total tubuh atau laju metabolisme dan kedua pengeluaran tenaga mekanis. Kemampuan seseorang untuk mengeluarkan tenaga mekanis tergantung dari lamanya melakukan kerja, usia, jenis kelamin, ukuran tubuh, bagian anggota tubuh yang digunakan, kesehatan dan lain-lain (Kusen dalam Wisnubrata, 2003).
Pengeluaran tenaga mekanis untuk jenis pekerjaan harian berkisar antara 70 sampai 150 Watt tergantung dari kondisi iklim atau lingkungan tempat kerja dan kondisi tubuh seseorang. Berdasarkan suatu hasil penelitian, rata-rata pengeluaran tenaga bagi orang Indonesia dewasa sebesar 2200 kkal/8 jam (312 Watt) telah tergolong berat. Dengan asumsi efisiensi tenaga mekanisnya 20 %, berarti tenaga mekanis yang dapat dimanfaatkan hanya sebesar 64 Watt (Kusen dalam Wisnubrata, 2003). Besar penyaluran tenaga mekanis manusia dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9 Besar penyaluran tenaga mekanis manusia (t dalam detik) Anggota Tubuh Tenaga Mekanis Kombinasi tangan dan kaki P = 4.4 t-0.40 x 746
11 Efisiensi tenaga mekanis manusia yaitu persentase perbandingan antara besar tenaga yang dapat disalurkan otot dengan besar pengeluaran tenaga total tubuh. Besar efisiensi tenaga ini kira-kira sepadan dengan besar efisiensi thermal motor bensin (20 % sampai 25 %) atau motor diesel (30 % sampai 35 %) (Kusen dalam Wisnubrata, 2003).
Tabel 10 Data anthropometri orang Indonesia persentil 50
No. Pengukuran (cm) Pria Wanita 1 Tinggi 161.3 151.6 2 Tinggi bahu 132.6 122.0 3 Lebar bahu 39.6 34.9 4 Tinggi siku 97.8 90.8 5 Tinggi pinggul 93.6 88.8 6 Lebar pinggul 28.9 31.5 7 Panjang tangan 66.7 61.4 8 Panjang lengan atas 34.8 31.5 9 Panjang lengan bawah 44.2 40.7 10 Jangkauan tangan vertikal 72.0 68.0 11 Jangkauan tangan horizontal 60.0 56.5 12 Tinggi duduk 83.2 77.9 13 Tinggi siku 23.0 22.2 14 Tinggi pinggul 18.4 19.0 15 Tinggi lutut 49.5 46.3 16 Panjang paha 44.8 42.1 17 Tinggi pantat – lantai 41.4 39.0 Sumber : Herodian et al. 1999
Kebutuhan bahan bakar bagi tubuh untuk melakukan gerak disalurkan oleh darah melalui pembuluh-pembuluh darah ke seluruh bagian tubuh yang membutuhkannya, dengan jantung sebagai penggeraknya. Setiap peningkatan penggunaan tenaga mekanis akan meningkatkan kerja jantung. Laju denyut jantung yang tinggi akan diikuti oleh konsumsi O2 yang tinggi. Jika laju denyut jantung yang tinggi tetapi diikuti oleh konsumsi O2 yang rendah biasanya menunjukkan kelelahan otot, terutama untuk pekerjaan statis.
Berdasarkan pengujian parameter dengan menggunakan parameter fisiologi dibuat Tabel untuk tingkatan beban kerja yang dilakukan berdasarkan besarnya tingkat penggunaan energi seperti yang terlihat pada Tabel 11.
Tabel 11 Tingkat kerja fisik rata-rata untuk orang Indonesia yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (untuk pria dewasa sehat)
Tingkat kerja Konsumsi energi dalam 8 jam (kkal) Konsumsi energi (kkal/menit)
Istirahat < 750 < 1.563
Ringan 750 – 1100 1.563 – 2.292
Sedang 1100 – 2200 2.292 – 4.583
Berat > 2200 > 4.583
Sumber: (Jumadias dan Sawang dalam Ramadhani, 2006)
Untuk menghindari subyektifitas nilai denyut jantung (HR) yang umumnya sangat dipengaruhi faktor-faktor personal, psikologis, dan lingkungan, maka perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang lebih objektif (Syuaib dalam Ramadhani, 2006). Normalisasi nilai denyut jantung dilakukan dengan cara perbandingan HR relatif saat kerja terhadap HR saat isrirahat. Nilai perbandingan HR tersebut dinamakan IRHR (Increase Ratio of Heart Rate), atau dengan persamaan :
HRrest HRwork
13
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan mulai Agustus 2006 sampai dengan Januari 2007. Perancangan, pembuatan dan pengujian alat dilaksanakan di CV. Daud Teknik Maju (CV. DTM) yang berlokasi di Jl. Raya Darmaga-Petir Km 2.5 Darmaga,Bogor.
Bahan dan Peralatan
1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan untuk pembuatan aplikator ini terdiri dari: a. Plat stainless steel, tebal 1.2 mm
b. Besi pejal diameter 45 mm dan diameter 8 mm
c. Pipa besi diameter dalam 40 mm dan diameter luar 44 mm, diameter dalam 29 mm dan diameter luar 31 mm
d. Pipa stainless steel,diameter dalam 20 mm dan diameter luar 22 mm e. Aluminium siku (30 mm × 30 mm) dengan tebal 1 mm
f. Fiberglass 1 m, polystyrene tebal 30 mm dan tebal 5 mm g. Sambungan pipa ‘T’ 29 mm, reducer pipa 1 in – ¾ in h. Selang air diameter dalam ¾ in
i. Baud, mur, paku rifet, rifeter, pegas tarik diameter 10 mm, pegas tekan diameter 10 mm, cat, belt, dan handle dan engsel pintu
j. Pupuk NPK 2. Peralatan Penelitian
a. Alat yang digunakan untuk membuat aplikator antara lain gerinda potong, las listrik, las argon, gerinda tangan, bor listrik, mesin bubut, penggaris atau meteran, busur derajat, tang, kunci pas dan kunci ring, pemotong plat, gunting dan cutter.
b. Alat untuk pengukuran uji fungsional dan uji kinerja skala laboratorium terdiri dari timbangan digital max 2 kg, timbangan max 50 kg, heart rate monitor (HRM), kertas, pulpen, jangka sorong dan meteran.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan meliputi identifikasi masalah, pemecahan masalah, hasil konstruksi dan laporan. Bagan rancangan percobaan dan diagram alir perancangan aplikator dapat dilihat pada Gambar 2.
1. Identifikasi masalah
Pemupukan yang ada saat ini umumnya masih menggunakan cangkul yang dalam penggunaannya masih memerlukan banyak waktu karena harus membuat lubang terlebih dahulu, memasukkan pupuk dan menutup tanah kembali. Kegiatan ini juga membutuhkan energi yang besar.
2. Pemecahan masalah
Aplikator ini dirancang agar dapat menembus tanah pada kedalaman 15 sampai 25 cm dan sekaligus dapat menyalurkan pupuk ke dalam tanah sesuai dengan dosis pupuk yang dibutuhkan oleh tanaman.
3. Hasil konstruksi
Hasil konstruksi berupa aplikator yang dapat menembus tanah pada kedalaman 15 sampai 25 cm sekaligus dapat mengalirkan pupuk dalam jumlah tertentu yang dalam penggunaanya disesuaikan dengan dosis pupuk yang dibutuhkan oleh tanaman.
4. Laporan
Laporan meliputi penulisan data dari identifikasi masalah sampai hasil konstruksi yang nantinya digunakan untuk pengembangan aplikator tahap selanjutnya.
15 Gambar 2Bagan rancangan percobaan (kiri) dan diagram alir perancangan
aplikator (kanan). Laporan Selesai Mulai Identifikasi masalah Pemecahan masalah Hasil konstruksi
Sifat fisik tanah, dosis pemupukan dan kedalaman pemupukan
Mulai
Perancangan : disain fungsional, disain struktural, analisis teknik dan penggambaran bentuk aplikator
Pembuatan konstruksi: pembuatan komponen aplikator, perakitan aplikator
dan modifikasi Aplikator Uji fungsional Uji kinerja Laporan Selesai
MetodePenelitian
Sifat-sifat fisik tanah meliputi massa jenis (Tabel 12) dan diameter butiran pupuk (Tabel 13). Dosis pemupukan dapat dilihat pada Tabel 14. Kedalaman pemupukan untuk tanaman apel ± 20 cm (PT Pupuk Sriwijaya dalam Trubus, 1998), kedalaman pemupukan pada tanaman cokelat 10 cm (Sutedjo, 1994) dan kedalaman pemupukan pada tanaman jeruk 25 cm (Warintek.com, 7-12-2005). Jadi aplikator ini dibuat untuk rata-rata kedalaman 15 sampai 25 cm.
Perancangan dilakukan setelah mengetahui sifat-sifat fisik pupuk, dosis pemupukan dan kedalaman pemupukan. Perancangan terdiri dari disain fungsional, disain struktural, analisis teknik dan penggambaran bentuk aplikator. Disain fungsional terdiri dari penentuan komponen-komponen aplikator dan penentuan fungsi dari komponen-komponen tersebut. Disain struktural terdiri dari penentuan ukuran dan bentuk aplikator. Analisis teknik terdiri dari rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan aplikator, pemilihan bahan konstruksi aplikator, perlakuan terhadap bahan dan kesalahan yang mungkin terjadi serta pengendaliannya pada saat konstruksi. Penggambaran bentuk aplikator untuk memvisualisasikan bentuk dari aplikator yang akan dibuat.
Pembuatan konstruksi terdiri dari pembuatan komponen-komponen aplikator, perakitan komponen menjadi aplikator dan modifikasi aplikator. Tahap pembuatan komponen meliputi pemotongan bahan, pengelasan, penggerindaan dan perlakuan mampu mesin lainnya. Tahap perangkaian meliputi penyatuan komponen-komponen yang telah dibuat menjadi aplikator. Tahap modifikasi dilakukan terhadap komponen aplikator setelah diuji dan hasil yang didapat tidak sesuai dengan identifikasi masalah.
Uji fungsional aplikator terdiri dari uji keluaran massa pupuk, uji kedalaman penugalan dan uji denyut jantung. Uji keluaran massa pupuk dilakukan dengan 12 ulangan pada keadaan tanpa lahan. Uji kedalaman penugalan dilakukan dengan 8 ulangan dengan jarak antar lubang 20 cm. Uji denyut jantung dilakukan untuk mengetahui besar energi yang terpakai pada saat penugalan.
17
PENDEKATAN DISAIN
Kriteria Disain
Aplikator yang didisain diharapkan dapat mempersingkat waktu kerja petani, menghemat energi yang dikeluarkan petani dan dapat mendistribusikan pupuk sesuai dengan kebutuhan.
Mekanisme alat ini adalah membuat lubang pada tanah dan meletakkan pupuk pada lubang tersebut. Sumber tenaga alat adalah manusia, sehingga bentuk yang praktis, ergonomis dan bobot yang ringan sangat diutamakan.
Rancangan Fungsional
Fungsi utama aplikator adalah mendistribusikan pupuk sesuai kebutuhan bersamaan dengan pembuatan lubang pada tanah dengan kedalaman tertentu.
Fungsi utama terkait pada fungsi beberapa komponen alat seperti tas penampung, selang penyalur, batangan tugal, badan tugal dan mata tugal.
1. Tas Penampung
Tas penampung berfungsi sebagai tempat menampung pupuk selama proses pemupukan.
2. Selang Penyalur
Selang penyalur berfungsi sebagai penyalur pupuk dari tas penampung ke badan tugal.
3. Batangan Tugal
Batangan tugal berfungsi sebagai pegangan alat pada bagian bawah batangan tugal dihubungkan dengan badan tugal.
4. Badan Tugal
Badan tugal terdiri dari beberapa bagian yaitu:
• Badan tugal 1 berfungsi sebagai penampung pupuk sementara sebelum pupuk disalurkan ke badan tugal 2. Sisi kiri dan kanan badan tugal berfungsi sebagai tempat pijakkan kaki pada saat penugalan. Bagian atas badan tugal berfungsi untuk tempat dudukan batangan tugal dan tempat penyaluran pupuk yang ada diselang penyalur. Bagian bawah badan berfungsi sebagai tempat mekanisme 1.
• Badan tugal 2 berfungsi sebagai penerus lubang dari mata tugal dan sebagai tempat diletakkannya mekanisme 2. Bagian atas badan tugal berfungsi sebagai dudukan mekanisme 1 dan badan tugal 1.
• Mekanisme penyaluran pupuk
Mekanisme penyaluran pupuk ini terdiri dari 2 mekanisme yaitu:
o Mekanisme 1 berfungsi untuk menyalurkan dan menghentikan aliran pupuk dari badan tugal 1 ke badan tugal 2.
o Mekanisme 2 berfungsi untuk menggerakkan mata tugal pada arah vertikal dan mengatur fungsi mekanisme 1.
5. Mata Tugal
Mata tugal berfungsi sebagai perintis lubang pada tanah untuk tempat diletakkannya pupuk.
Rancangan Struktural
Perancangan struktural tugal pemupuk dibuat berdasarkan kriteria disain dan data-data yang diperoleh dari tinjauan pustaka. Bagian alat yang dirancang adalah: 1. Tas Penampung
Tas penampung merupakan bagian tugal yang berhubungan dengan bagian punggung manusia (operator). Ukuran tas harus disesuaikan dengan ukuran lebar rata-rata bahu manusia dan tinggi rata-rata pinggul sampai bahu manusia. Bentuk tas praktis sehingga memudahkan petani dalam penggunaan tas. Berat tas harus ringan sehingga dapat menampung pupuk dalam jumlah besar. Bagian dalam tas penampung tidak boleh terlalu panas, karena dapat menyebabkan pupuk mencair dan tidak mengalir ke badan tugal.
Berdasarkan keterangan di atas didapat ukuran tas penampung, yaitu panjang 30 cm, lebar tas 28 cm dan tinggi 40 cm. Bentuk tas kotak segi empat. Bagian dalam tas dapat dilihat pada Gambar 2. Bahan yang digunakan agar berat tas ringan adalah: aluminium siku (30 x 30 x 1) mm sebagai rangka,
19 Gambar 3 Rancangan tas penampung.
2. Selang Penyalur
Selang penyalur merupakan bagian tugal yang yang menentukan aliran pupuk dari tas ke badan tugal, sehingga ukuran panjang selang perlu disesuaikan dengan ukuran tinggi pinggul rata-rata manusia dan dipilih bahan selang air dengan diameter ¾ in. dengan panjang selang 78.6 cm.
3. Batangan Tugal
Batangan tugal merupakan bagian tugal yang berhubungan dengan genggaman tangan manusia, sehingga ukuran diameternya disesuaikan dengan ukuran genggaman rata-rata orang dewasa, dan dipilih bahan kayu berbentuk silinder dengan diameter 29 mm.
4. Badan Tugal • Badan tugal 1
Badan tugal 1 harus memiliki struktur yang kuat, karena pada sisi kiri dan kanan adalah tempat diberikannya gaya untuk menekan badan tugal 2. Bagian dalam badan tugal perlu diberi insulasi agar pupuk yang ada di dalamnya tidak mencair dahulu sebelum mengalir ke badan tugal 2. Rancangan badan tugal 1 berbentuk kotak segi empat. Bagian sisi kiri dan sisi kanan diberi tempat pijakan kaki. Bagian atas diberikan tutup yang berfungsi sebagai dudukan batangan tugal dan selang penyalur. Bagian bawah dibuat dudukan untuk mekanisme 1 dan badan tugal 2.
Bagian dalam tas penampung Bagian luar tas penampung
Bahan yang dipilih adalah: plat stainless steel yang dibentuk menjadi kotak persegi yang memiliki dimensi (100 x 100 x 200) mm