RANCANGBANGUN DAN UJI FUNGSIONAL
APLIKATOR PUPUK
GRANULAR
TIPE TUGAL
UNTUK TANAMAN BUAH
BAGDO DWI NUGROHO
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
ABSTRAK
BAGDO DWI NUGROHO. Rancangbangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk
Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah. Dibimbing oleh Agus Sutejo.
Disain aplikator diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pekerjaan dan tidak memakan banyak energi dan waktu. Aplikator yang dibuat 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.
Pembuatan aplikator dilakukan dengan cara melakukan rancangan percobaan yang meliputi pemilihan bahan, perlakuan terhadap bahan, kesalahan yang mungkin terjadi dan pengendaliannya pada saat konstruksi, rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan alat dan uji yang dilakukan untuk mencapai tujuan, kemudian dilakukan pendekatan disain yang meliputi rancangan fungsional, rancangan struktural dan analisis teknik. Tahap pembuatan konstruksi dilakukan setelah rancangan percobaan dan pendekatan disain selesai di lakukan.uji fungsional dilakukan untuk mengetahui aplikator yang dibuat dapat bekerja atau tidak.
Berat aplikator dalam keadaan kosong dari hasil konstruksi diperoleh sebesar 51.65 N, massa pupuk maksimum yang dapat ditampung sebesar 12.79 kg, kebutuhan luasan total stainless steel adalah 0.12 m2 dankebutuhan panjang aluminium adalah 6 m. Rata-rata keluaran pupuk yang didapat dari pengujian tanpa lahan sebesar 60.33 gram dan rata-rata kedalaman tugal yang didapat pada saat pengujian adalah 16.25 cm dan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk sekali penugalan dengan jarak penugalan 20 cm adalah 8.125 detik. Laju energi yang terpakai pada saat penugalan adalah 2.493 kkal/menit.
ii
RANCANGBANGUN DAN UJI FUNGSIONAL
APLIKATOR PUPUK
GRANULAR
TIPE TUGAL
UNTUK TANAMAN BUAH
BAGDO DWI NUGROHO
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada
Departemen Teknik Pertanian
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Rancangbangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah
Nama : Bagdo Dwi Nugroho
NIM : F14102134
Disetujui
Ir. Agus Sutejo, MSi Dosen Pembimbing
Diketahui
iv PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala ridho, berkat, rahmat, kekuatan, perlindungan dan pertolongan yang telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2006 ini adalah disain, dengan judul Rancang Bangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk
Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah.
Skripsi ini disusun atas kerja sama dan bimbingan orang-orang yang telah membantu penulis selama penyusunan. Kepada mereka penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya:
1. Bapak Ir.Agus Sutejo, MSi, selaku dosen pembimbing akademik dan dosen penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini.
2. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, MAgr. dan Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, MSi, sebagai dosen penguji yang telah memberikan arahan dan saran dalam penyusunan
Skripsi.
3. Ibu, Bapak, kakak dan adik penulis yang telah dan selalu memberikan kasih sayang, perhatian, jerih payah, segala dukungan, bantuan dan doanya.
4. Titin Nuryawati bantuan dan dukungan selama penulis menyelesaikan skripsi. 5. CV. Daud Teknik Maju crew, pak parma dan mas andri (ergo staff) atas
bantuannya selama pembuatan dan pengujian alat pada saat penelitian.
6. Prima, Delly, Sofyan, Basuki, Armiastho, Bayu, Agung, sans, han2 dan ichan yang selalu memberikan semangat.
Besar harapan penulis Skripsi ini dapat bermanfaat.
Bogor, Februari 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Jakarta pada tanggal 29 Juni 1984 dari ayah Rusyanto dan ibu Retno Sukaesih. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMU Negeri 99 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melaui jalur SPMB. Penulis memilih Sub-Program Studi Teknik Mesin Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten matakuliah Gambar Teknik dan Ilmu Ukur Wilayah pada tahun ajaran 2004/2005 dan tahun ajaran 2005/2006, matakuliah Motor Bakar dan Tenaga Pertanian pada tahun ajaran
2005/2006 dan matakuliah Perbengkelan pada tahun ajaran 2006/2007.
Pada tahun 2005/2006 penulis melaksanakan praktek lapangannya di PT Frisian Flag Indonesia plant Ciracas, dan menghasilkan karya tulisnya berupa Laporan Praktek Lapangan dengan judul ” Mempelajari proses pembuatan susu
vi DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 2
TINJAUAN PUSTAKA ... 3
Tanaman Buah ... 3
Pemupukan ... 5
Disain (Perancangan) ... 8
Ergonomika ... 9
METODOLOGI PENELITIAN ... 13
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 13
Bahan dan Peralatan ... 13
Rancangan Percobaan ... 14
Metode Penelitian ... 16
PENDEKATAN DISAIN ... 17
Kriteria Disain ... 17
Rancangan Fungsional ... 17
Rancangan Struktural ... 18
Analisis Teknik ... 23
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
Massa Pupuk ... 32
Perancangan ... 33
Pembuatan Konstruksi ... 35
Uji Fungsional ... 37
KESIMPULAN DAN SARAN ... 41
Kesimpulan ... 41
Saran ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 42
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Dosis pemupukan tanaman apel dan waktu pemberiannya ... 3
Tabel 2 Dosis pemupukan tanaman cokelat dan waktu pemberiannya ... 4
Tabel 3 Dosis pemupukan tanaman kopi dan waktu pemberiannya ... 4
Tabel 4 Dosis pemberian pupuk untuk tanaman Jeruk dengan dosis... 4
Tabel 5 Kadar unsur hara yang diserap beberapa jenis tanaman dalam bentuk hasil produksi ... 6
Tabel 6 Dosis dan jadwal pemberian pupuk N untuk beberapa jenis tanaman ... 6
Tabel 7 Kuantitas zat hara tanah yang dihisap oleh tanaman per ha luas tanam .... 7
Tabel 8 Dosis dan jadwal pemberian pupuk P2O5 untuk beberapa jenis tanaman .. 8
Tabel 9 Besar penyaluran tenaga mekanis manusia (t dalam detik) ... 10
Tabel 10 Data anthropometri orang Indonesia persentil 50 ... 11
Tabel 11 Tingkat kerja fisik rata-rata untuk orang Indonesia yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (untuk pria dewasa sehat) ... 12
Tabel 12 Massa jenis pupuk berdasarkan volume... 32
Tabel 13 Diameter butiran pupuk ... 32
Tabel 14 Dosis dan jadwal pemberian pupuk NPK 15-15-15 untuk beberapa jenis tanaman ... 33
Tabel 15 Data berat rata-rata yang dapat diangkat oleh tangan ... 34
Tabel 16 Berat aplikator per komponen ... 35
Tabel 17 Perbandingan berat aplikator per komponen hasil perancangan dan konstruksi ... 36
Tabel 18 Data operator ... 37
Tabel 19 Data hasil uji keluaran pupuk tanpa lahan ... 38
Tabel 20 Data hasil uji kedalaman tugal pada lahan diolah ... 38
Tabel 21 Data uji denyut jantung tanpa beban ... 39
viii DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Bagan proses perancangan. ... 9
Gambar 2Bagan rancangan percobaan (kiri) dan diagram alir perancangan aplikator (kanan). ... 15
Gambar 3 Rancangan tas penampung. ... 19
Gambar 4 Rancangan badan tugal 1. ... 21
Gambar 5 Rancangan badan tugal 2. ... 22
Gambar 6 Rancangan mekanisme 1. ... 22
Gambar 7 Rancangan mekanisme 2. ... 22
Gambar 8 Rancangan mata tugal. ... 23
Gambar 9 Mekanisme penyaluran pupuk. ... 31
Gambar 10 Badan tugal. ... 36
Gambar 11 Tas Penampung. ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Cara perhitungan pada analisis teknik ... 43
Lampiran 2 Sifat-sifat bahan polystyrene ... 48
Lampiran 3 Gambar rancangan alat dan dimensinya ... 50
RANCANGBANGUN DAN UJI FUNGSIONAL
APLIKATOR PUPUK
GRANULAR
TIPE TUGAL
UNTUK TANAMAN BUAH
BAGDO DWI NUGROHO
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
ABSTRAK
BAGDO DWI NUGROHO. Rancangbangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk
Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah. Dibimbing oleh Agus Sutejo.
Disain aplikator diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pekerjaan dan tidak memakan banyak energi dan waktu. Aplikator yang dibuat 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.
Pembuatan aplikator dilakukan dengan cara melakukan rancangan percobaan yang meliputi pemilihan bahan, perlakuan terhadap bahan, kesalahan yang mungkin terjadi dan pengendaliannya pada saat konstruksi, rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan alat dan uji yang dilakukan untuk mencapai tujuan, kemudian dilakukan pendekatan disain yang meliputi rancangan fungsional, rancangan struktural dan analisis teknik. Tahap pembuatan konstruksi dilakukan setelah rancangan percobaan dan pendekatan disain selesai di lakukan.uji fungsional dilakukan untuk mengetahui aplikator yang dibuat dapat bekerja atau tidak.
Berat aplikator dalam keadaan kosong dari hasil konstruksi diperoleh sebesar 51.65 N, massa pupuk maksimum yang dapat ditampung sebesar 12.79 kg, kebutuhan luasan total stainless steel adalah 0.12 m2 dankebutuhan panjang aluminium adalah 6 m. Rata-rata keluaran pupuk yang didapat dari pengujian tanpa lahan sebesar 60.33 gram dan rata-rata kedalaman tugal yang didapat pada saat pengujian adalah 16.25 cm dan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk sekali penugalan dengan jarak penugalan 20 cm adalah 8.125 detik. Laju energi yang terpakai pada saat penugalan adalah 2.493 kkal/menit.
ii
RANCANGBANGUN DAN UJI FUNGSIONAL
APLIKATOR PUPUK
GRANULAR
TIPE TUGAL
UNTUK TANAMAN BUAH
BAGDO DWI NUGROHO
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada
Departemen Teknik Pertanian
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Rancangbangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah
Nama : Bagdo Dwi Nugroho
NIM : F14102134
Disetujui
Ir. Agus Sutejo, MSi Dosen Pembimbing
Diketahui
iv PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala ridho, berkat, rahmat, kekuatan, perlindungan dan pertolongan yang telah diberikan-Nya kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2006 ini adalah disain, dengan judul Rancang Bangun dan Uji Fungsional Aplikator Pupuk
Granular Tipe Tugal untuk Tanaman Buah.
Skripsi ini disusun atas kerja sama dan bimbingan orang-orang yang telah membantu penulis selama penyusunan. Kepada mereka penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya:
1. Bapak Ir.Agus Sutejo, MSi, selaku dosen pembimbing akademik dan dosen penguji yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini.
2. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, MAgr. dan Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, MSi, sebagai dosen penguji yang telah memberikan arahan dan saran dalam penyusunan
Skripsi.
3. Ibu, Bapak, kakak dan adik penulis yang telah dan selalu memberikan kasih sayang, perhatian, jerih payah, segala dukungan, bantuan dan doanya.
4. Titin Nuryawati bantuan dan dukungan selama penulis menyelesaikan skripsi. 5. CV. Daud Teknik Maju crew, pak parma dan mas andri (ergo staff) atas
bantuannya selama pembuatan dan pengujian alat pada saat penelitian.
6. Prima, Delly, Sofyan, Basuki, Armiastho, Bayu, Agung, sans, han2 dan ichan yang selalu memberikan semangat.
Besar harapan penulis Skripsi ini dapat bermanfaat.
Bogor, Februari 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Jakarta pada tanggal 29 Juni 1984 dari ayah Rusyanto dan ibu Retno Sukaesih. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMU Negeri 99 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melaui jalur SPMB. Penulis memilih Sub-Program Studi Teknik Mesin Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten matakuliah Gambar Teknik dan Ilmu Ukur Wilayah pada tahun ajaran 2004/2005 dan tahun ajaran 2005/2006, matakuliah Motor Bakar dan Tenaga Pertanian pada tahun ajaran
2005/2006 dan matakuliah Perbengkelan pada tahun ajaran 2006/2007.
Pada tahun 2005/2006 penulis melaksanakan praktek lapangannya di PT Frisian Flag Indonesia plant Ciracas, dan menghasilkan karya tulisnya berupa Laporan Praktek Lapangan dengan judul ” Mempelajari proses pembuatan susu
vi DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 2
TINJAUAN PUSTAKA ... 3
Tanaman Buah ... 3
Pemupukan ... 5
Disain (Perancangan) ... 8
Ergonomika ... 9
METODOLOGI PENELITIAN ... 13
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... 13
Bahan dan Peralatan ... 13
Rancangan Percobaan ... 14
Metode Penelitian ... 16
PENDEKATAN DISAIN ... 17
Kriteria Disain ... 17
Rancangan Fungsional ... 17
Rancangan Struktural ... 18
Analisis Teknik ... 23
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
Massa Pupuk ... 32
Perancangan ... 33
Pembuatan Konstruksi ... 35
Uji Fungsional ... 37
KESIMPULAN DAN SARAN ... 41
Kesimpulan ... 41
Saran ... 41
DAFTAR PUSTAKA ... 42
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Dosis pemupukan tanaman apel dan waktu pemberiannya ... 3
Tabel 2 Dosis pemupukan tanaman cokelat dan waktu pemberiannya ... 4
Tabel 3 Dosis pemupukan tanaman kopi dan waktu pemberiannya ... 4
Tabel 4 Dosis pemberian pupuk untuk tanaman Jeruk dengan dosis... 4
Tabel 5 Kadar unsur hara yang diserap beberapa jenis tanaman dalam bentuk hasil produksi ... 6
Tabel 6 Dosis dan jadwal pemberian pupuk N untuk beberapa jenis tanaman ... 6
Tabel 7 Kuantitas zat hara tanah yang dihisap oleh tanaman per ha luas tanam .... 7
Tabel 8 Dosis dan jadwal pemberian pupuk P2O5 untuk beberapa jenis tanaman .. 8
Tabel 9 Besar penyaluran tenaga mekanis manusia (t dalam detik) ... 10
Tabel 10 Data anthropometri orang Indonesia persentil 50 ... 11
Tabel 11 Tingkat kerja fisik rata-rata untuk orang Indonesia yang diukur berdasarkan tingkat penggunaan energi (untuk pria dewasa sehat) ... 12
Tabel 12 Massa jenis pupuk berdasarkan volume... 32
Tabel 13 Diameter butiran pupuk ... 32
Tabel 14 Dosis dan jadwal pemberian pupuk NPK 15-15-15 untuk beberapa jenis tanaman ... 33
Tabel 15 Data berat rata-rata yang dapat diangkat oleh tangan ... 34
Tabel 16 Berat aplikator per komponen ... 35
Tabel 17 Perbandingan berat aplikator per komponen hasil perancangan dan konstruksi ... 36
Tabel 18 Data operator ... 37
Tabel 19 Data hasil uji keluaran pupuk tanpa lahan ... 38
Tabel 20 Data hasil uji kedalaman tugal pada lahan diolah ... 38
Tabel 21 Data uji denyut jantung tanpa beban ... 39
viii DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Bagan proses perancangan. ... 9
Gambar 2Bagan rancangan percobaan (kiri) dan diagram alir perancangan aplikator (kanan). ... 15
Gambar 3 Rancangan tas penampung. ... 19
Gambar 4 Rancangan badan tugal 1. ... 21
Gambar 5 Rancangan badan tugal 2. ... 22
Gambar 6 Rancangan mekanisme 1. ... 22
Gambar 7 Rancangan mekanisme 2. ... 22
Gambar 8 Rancangan mata tugal. ... 23
Gambar 9 Mekanisme penyaluran pupuk. ... 31
Gambar 10 Badan tugal. ... 36
Gambar 11 Tas Penampung. ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Cara perhitungan pada analisis teknik ... 43
Lampiran 2 Sifat-sifat bahan polystyrene ... 48
Lampiran 3 Gambar rancangan alat dan dimensinya ... 50
PENDAHULUAN
Latar Belakang
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.
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
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
Tabel 2 Dosis pemupukan tanaman cokelat dan waktu pemberiannya
Umur (tahun) Jenis pupuk yang perlu diberikan per pohon N (ZA) P (DS) K (KCL)
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
Sumber: Sutedjo, 1994.
Tabel 4 Dosis pemberian pupuk untuk tanaman Jeruk dengan dosis
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
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
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.
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
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
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
10 Jangkauan tangan vertikal 72.0 68.0
11 Jangkauan tangan horizontal 60.0 56.5
12 Tinggi duduk 83.2 77.9
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
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.
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
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
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
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
• 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.
Bahan yang dipilih adalah: plat stainless steel yang dibentuk menjadi kotak persegi yang memiliki dimensi (100 x 100 x 200) mm dengan tebal plat 1 mm untuk badan tugal 1, polystyrene dengan setebal 5 mm sebagai bahan insulasi, besi siku (30 x 30) mm dengan tebal 2 mm sebagai pijakan kaki, plat stainless steel dengan dimensi (102 x 102 x 30) mm dengan tebal 1 mm dibentuk kotak segi empat sebagai tutup badan tugal 1, besi pipa dengan diameter dalam 29 mm, tebal 1 mm dan tinggi 100 mm digunakan sebagai dudukan batangan tugal, pipa stainless steel
dengan diameter luar 22 mm, tebal 1 mm dan tinggi 29 mm digunakan sebagai dudukan selang penyalur pupuk. Rancangan badan tugal 1 dapat dilihat pada Gambar 4.
• Badan tugal 2
Badan tugal 2 harus memiliki struktur yang kuat. Rancangan badan tugal 2 berbentuk silinder dengan diameter kecil agar dapat masuk ke dalam tanah. Bagian atas dari badan tugal ini diberikan dudukan untuk mekanisme 1 dan badan tugal 2. Pada bagian bawah dibuat tirus agar
sesuai dengan mata tugal. Bahan yang dipilih pada badan tugal 2 adalah: Besi pipa 1¾ in dengan tebal 2 mm dan tinggi 198 mm, plat stainless steel
(100 x 100 x 1) mm untuk dudukan mekanisme 1 dan badan tugal 2. Rancangan badan tugal 2 dilihat pada Gambar 5.
• Mekanisme penyaluran pupuk
o Mekanisme 1
21 o Mekanisme 2
Struktur mekanisme 2 ini terdiri dari batang pengokoh, pegas, batang tolak, pipa penyalur dan penyangga pipa. Besi pejal dengan
diameter 8 mm dan tinggi 226 mm sebagai batang pengokoh. Pegas yang digunakan adalah pegas tekan dengan diameter 10 mm. plat
stainless steel yang dibentuk segitiga (50 x 8 x 2) mm dengan ukuran lebar 20 mm dan tinggi 30 mm sebagai batang tolak yang dirancang untuk mengatur pergerakan dari mekanisme 1. Pipa sebanyak 2 buah
sebagai pipa penyalur dengan tinggi 163 mm, diameter luar 15 mm dan tebal 1 mm. Plat stainless steel diameter 40 mm 3 buah sebagai penyangga pipa yang berfungsi sebagai dudukan pipa penyalur dan batang pengokoh. Rancangan mekanisme 2 dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 4 Rancangan badan tugal 1.
Gambar 5 Rancangan badan tugal 2.
23 5. Mata Tugal
Mata tugal harus memiliki struktur yang keras dan berbentuk kerucut terbalik karena akan digunakan sebagai perintis lubang pada tanah. Pada
bagian alas mata tugal di buat lubang ber-drat untuk tempat mekanisme 2. Mata tugal ini terbuat dari besi pejal dengan diameter alas 35 mm, sudut 15o dengan tinggi 66 mm. Rancangan mata tugal dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Rancangan mata tugal.
Analisis Teknik
Analisis teknik merupakan penguraian kemampuan suatu bahan untuk menentukan ukuran dan bentuk suatu bahan yang akan digunakan sebagai komponen utama dari tugal pemupuk.
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. Perhitungan analisis teknik dapat dilihat pada Lampiran 1.
1. Rumus-rumus yang digunakan dalam perancangan alat
Pupuk yang ditampung dalam tas penampung dapat menyebabkan pemampatan pada polystyrene. Pemampatan bahan polystyrene yang terjadi ketika tas menampung diberi beban pupuk dapat dihitung dengan rumus :
AY
Pemampatan dihitung untuk mengetahui ketebalan minimun bahan agar kuat menahan beban pupuk, dengan syarat ΔL < L.
Penyaluran pupuk dari tas penampung ke badan tugal menggunakan selang air, panjang selang penyalur yang dipakai dihitung dengan rumus :
1
Tbt Tpr
Ps= − ... (4)
Dimana: Ps = Panjang selang (m)
Tpr = Tinggi pinggul rata-rata berdasarkan data antropometri orang Indonesia (m)
Tbt1 = Tinggi badan tugal 1 (m)
Batangan tugal yang dipakai menggunakan kayu berbentuk silinder.
Panjang batangan tugal ini dihitung dengan rumus :
Tr = Tinggi rata-rata berdasarkan data antropometri orang Indonesia (m)
Tbt1 = Tinggi badan tugal 1 (m)
Pegas yang digunakan pada mekanisme 1 dan mekanisme 2 dapat
25 D = Diameter pegas (mm)
N = Jumlah lilitan yang memegas
δ = Regangan (mm)
G = Modulus kekakuan baja pegas (N/m2) Pemilihan sudut mata tugal berdasarkan Persamaan :
A Berat aplikator dihitung menggunakan rumus :
mg
W = ... (8)
Dimana : W = Berat alat(N) m = Massa alat(kg)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
Penghitungan daya yang digunakan pada saat penggunaaan alat berdasarkan denyut jantung menggunakan rumus:
t
• Tas penampung terbuat dari bahan polystyrene dan aluminium.
Polystyrene dipilih karena memiliki massa yang ringan dan berfungsi sebagai insulator sehingga mencegah panas matahari masuk
kedalam tas yang dapat mengakibatkan pupuk mencair.
polystyrene meningkatkan kekuatan dari polystyrene , rigidity, stabilitas dimensidan tahanan bentur (www.rtpcompany.com 08-01-2007).
Kekuatan tarik meningkat menjadi 12 000 psi dengan pemuatan
kaca 40%. Flexural strength meningkat menjadi 19 000 psi dan panas defleksi meningkat menjadi 210 oF (99 oC). Hal ini menjadikan harga murah styrene dapat diterima untuk aplikasi muatan tinggi (www.rtpcompany.com 08-01-2007). Sifat bahan polystyrene dapat dilihat pada Lampiran 2.
Aluminium digunakan sebagai rangka tas penampung tempat diletakkannya polystyrene. Aluminium dipilih karena memiliki massa ringan, tidak korosif dan berfungsi sebagai rangka pada tas penampung. Aluminium dipilih karena memiliki massa jenis 2.7 g/cm3, dan konduktivitas termal 236 W m-1 K-1. Aluminium memiliki sifat tahan
korosif yang tinggi (European Aluminium Association 08-01-2007). • Badan tugal terbuat dari bahan plat stainless steel, polystyrene, besi siku,
besi pipa, besi pejal dan pipa stainless steel. Plat stainless steel dipilih karena memiliki struktur yang kuat, tidak korosif dan mampu mesin.
Polystyrene dipilih karena berfungsi sebagai insulator sehingga panas dari plat stainless steel tidak mencairkan pupuk dalam badan tugal. Besi siku dan besi pipa dipilih karena mudah didapatkan dan mampu mesin. Pipa
stainless steel dipilih karena bersifat tidak korosif sehingga tidak bereaksi dengan pupuk.
• Mata tugal terbuat dari besi pejal karena mudah didapat, dan mampu mesin sehingga mudah dibentuk.
3. Perlakuan Terhadap Bahan • Tas penampung.
27 • Badan tugal
Plat stainless steel dibentuk menjadi kotak persegi dimensi (10 x 10 x 15) cm, pada sisi kiri dan sisi kanan dilas dengan besi siku. Pada bagian dalam kotak persegi diberi polystyrene dengan tebal 5 mm sebagai insulator. Bagian bawah kotak di bor 10 mm sebanyak 2 buah untuk output pupuk, dibor 8 mm pada bagian pojokan sebagai tempat baud penghubung dengan pipa besi.
• Mata tugal
Besi pejal dibubut dengan sudut 15 o membentuk kerucut dengan tinggi 66 mm dan diameter 35 mm. Pada bagian alas besi dibor 4.5 mm sebagai penghubung ke badan tugal.
4. Kesalahan yang mungkin terjadi dan pengendaliannya
Kesalahan yang mungkin terjadi adalah pada saat pengelasan plat
stainless steel karena memiliki tebal yang tipis sehingga perlu keahlian khusus pada saat pengelasan atau bahan yang di las berlubang atau rusak. Pengendaliannya dengan menggunakan operator yang telah terlatih atau
memiliki kemampuan menggunakan las listrik atau las argon.
Hasil perhitungan berdasarkan rumus-rumus perancangan alat adalah: 1. Tas penampung
Tas penampung yang dibuat disesuaikan dengan data ukuran antropometri orang Indonesia. Volume tampung tas dihitung dengan menggunakan bantuan software autoCAD dan didapat volume tas penampung 12.62 x 10-3 m3. berdasarkan pengukuran didapat massa jenis pupuk 1 013.370 kg/m3. Massa total pupuk yang dapat ditampung tas sebesar 12.79 kg.
Kebutuhan bahan tas penampung • Polystyrene
Massa total Polystyrene didapat 0.01 kg. Pemampatan bahan yang terjadi ketika tas menampung pupuk didapat 0.267 mm.
• Aluminium
Dimensi aluminium yang digunakan adalah siku (30 x 30 x 1.5) mm.
massa total aluminium didapat 1.608 kg. Panjang total aluminium siku 6 m
2. Selang penyalur
Selang penyalur yang dipakai menggunakan selang air dengan diameter dalam ¾ in., sehingga panjang selang air diperoleh 0.786 m.
3. Batangan tugal
Batangan tugal yang dipakai menggunakan bahan kayu berbentuk silinder dengan diameter 29 mm. Panjang batangan tugal didapat 1.463 m. 4. Badan tugal
• Badan tugal 1.
Massa pupuk yang dapat ditampung badan tugal 1 didapat 0.085 kg.
o Polystyrene.
Massa Polystyrene yang digunakan sebesar 2.56 x 10-4 kg.
o Stainless steel.
Plat stainless steel tipe SS 304 dengan tebal 1.2 mm digunakan sebagai rangka badan tugal 1. Pipa stainless steel digunakan sebagai tempat masuknya pupuk dari selang penyalur ke badan tugal dengan diameter luar ¾ in. Stainless steel dipilih karena tidak mudah korosif, memiliki warna yang menarik, memiliki kekerasan, kekuatan tarikdan kemapuan tekuk yang baik serta memiliki kemampuan pengerjaan pemesinan dan pengelasan.
Massa total stainless steel sebesar 0.942 kg. kebutuhan panjang pipa stainless steel ditentukan yaitu 29 mm.
o Besi
29 dan harganya yang lebih murah dibandingkan dengan stainless steel. Massa besi yang diperoleh sebesar 0.345 kg.
• Badan tugal 2.
o Besi
Besi pipa dengan diameter luar 1¾ in., tebal 2 mm dan panjang 173 mm. Pemilihan diameter pipa dikarenakan pada bagian dalam dari pipa tersebut diletakkan mekanisme 2.
Besi pejal tipe S45C 1¾ in., panjang 35 mm, dibentuk kerucut berlubang dengan sudut 10o dan tebal 1 mm. Bahan ini berfungsi sebagai penampung pupuk sementara sebelum pupuk keluar ke dalam tanah. Massa pupuk yang dapat di tampung sebesar 0.0380 kg. Massa
besi yang diperoleh sebesar 0.416 kg.
o Stainless steel
Plat stainless steels dengan dimensi (100 x 100 x 1.2) mm sebagai penghubung badan tugal 1 dan 2. Massa Stainless steel yang digunakan sebesar 0.0628 kg.
• Mekanisme penyaluran pupuk
Mekanisme peyaluran pupuk dapat dilihat pada Gambar 9.
o Mekanisme 1
- Pegas tarik
Pegas tarik berfungsi untuk menggerakkan plat penjatah pada saat dilakukan penugalan. Pegas tarik yang digunakan sebanyak 2 buah. Diameter kawat pegas yang diperoleh sebesar 0.3 mm.
- Plat penahan 1, plat penjatah, plat sliding dan plat penahan 2
Massa plat penahan 1, plat penjatah, plat sliding dan plat penahan 2 diperoleh sebesar 0.1256 kg.
o Mekanisme 2
- Batang pengokoh
Batang pengokoh menggunakan besi tipe S45C. Massa
- Pegas tekan
Pegas tekan berfungsi untuk menggerakkan batang pengokoh naik dan turun pada saat dilakukan penugalan. Pegas
tekan yang digunakan 1 buah. Diameter kawat pegas yang diperoleh sebesar 1 mm.
- Batang tolak, pipa penyalur dan penyangga pipa
Pipa penyalur pupuk merupakan komponen yang menentukan jumlah pupuk yang akan keluar tiap penugalan.
Massa pupuk yang dapat dikeluarkan pipa penyalur diperoleh sebesar 0.041kg. Massa batang tolak, pipa penyalur dan penyangga pipa yang diperoleh sebesar 0.173 kg.
Kebutuhan luasan total total plat stainless steel 0.12 m2.
5. Mata tugal
Mata tugal terbuat dari besi pejal tipe S45C dengan bentuk kerucut terbalik, diameter besi pejal yang digunakan adalah 19/4 in., tinggi 66 mm dan
sudut kerucut 15o. Pemilihan sudut kerucut berdasar Persamaan 7. Karena P dan A berbanding terbalik sehingga semakin kecil luas penampang, tekanan yang terjadi semakin besar, semakin lancip suatu sudut kerucut, dengan tinggi
31 Gambar 9 Mekanisme penyaluran pupuk.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Massa Pupuk
Massa jenis pupuk dihitung dengan pengukuran berdasarkan volume dan
didapat massa jenis sebesar 1.0134 kg/l. Data hasil pengukuran massa jenis pupuk dapat dilihat pada Tabel 12, data hasil pengukuran diameter butiran pupuk dapat dilihat pada Tabel 13.Dosis pemberian pupuk NPK dan rentang waktu pemberian pupuk dapat dilihat pada Tabel 14.
Data dosis pemberian pupuk dan rentang waktu pemupukan serta data kedalaman pupuk diperlukan untuk menentukan bentuk serta ukuran dari alat yang akan dirancang bangun seperti pipa penyalur pupuk, badan tugal, tas penampung dan mekanisme penyalur pupuk.
Tabel 12 Massa jenis pupuk berdasarkan volume
Volume (l) Massa pupuk (kg) Massa jenis pupuk (kg/l)
0. 515 0.520 1.0095
0. 515 0.525 1.0192
0. 515 0.525 1.0192
0. 515 0.520 1.0095
0. 515 0.520 1.0095
Rata-rata 0.522 1.0134
Tabel 13 Diameter butiran pupuk
33 Tabel 14 Dosis dan jadwal pemberian pupuk NPK 15-15-15 untuk beberapa jenis tanaman
Jenis tanaman Dosis NPK
(kg/ha) Waktu pemberian
Jeruk 250 - 300 Diberkan sekaligus menjelang musim hujan
Melon 240 - 300 Bisa diberikan dua kali Semangka 250 - 350 Bisa diberikan dua kali Apel 350 - 400 Diberikan awal musim hujan Bawang merah 200 - 250 Waktu tanam bisa dua kali
Perancangan dilakukan dengan bantuan software autoCAD. Berdasarkan analisis teknik dan perancangan dengan autoCAD didapat bentuk serta ukuran alat, berat aplikator dan kebutuhan bahan.
1. Tas Penampung
Berdasarkan perhitungan analisis teknik dan permodelan menggunakan
software autoCAD didapat volume tampung sebesar 12.62 x 10-3 m3, massa pupuk maksimum yang dapat ditampung sebesar 12.79 kg. Berat total tas penampung saat kosong adalah 10.56 N, sedangkan berat tas penampung dengan beban maksimum adalah 135.91 N.
Bahan yang dibutuhkan dalam konstruksi tas penampung adalah
polystyrene dengan massa 0.01 kg dan aluminium dengan massa 1.608 kg. Kebutuhan panjang aluminium adalah 6 m.
Berdasarkan hasil perhitungan dapat dilihat bahwa berat minimum tas penampung 10.56 N, yang berarti tas penampung cukup ringan untuk dibawa
oleh operator dengan cara diletakkan di punggung dari operator. 2. Badan Tugal
Berat badan tugal harus lebih ringan dari berat rata-rata yang dapat diangkat oleh tangan tanpa paksaan. Data berat rata-rata yang dapat diangkat oleh tangan tanpa paksaan berdasarkan hasil pengukuran dapat dilihat pada
Tabel 15 Data berat rata-rata yang dapat diangkat oleh tangan**
Ulangan Massa (kg) Berat(N)
1 4.0 39.2
2 4.2 41.2
3 4.0 39.2
4 4.3 42.1
Rata-rata 4.1 40.4
** data berat operator yang melakukan pengukuran dapat dilihat pada Tabel 16.
a. Badan tugal 1
Berdasarkan perhitungan analisis teknik dan permodelan
menggunakan software autoCAD didapat volume tampung sebesar 0.84 x 10-3 m3, sehingga massa maksimum pupuk yang dapat ditampung adalah 0.085 kg. Berat total badan tugal 1 saat kosong adalah 12.62 N, sedangkan berat badan tugal 1 dengan beban maksimum adalah 13.44 N.
Bahan yang dibutuhkan dalam konstruksi badan tugal 1 adalah polystyrene dengan massa 2.56 x 10-4 kg, stainlees steel
dengan massa 0.942 kg, besi dengan massa 0.345 kg. b. Badan tugal 2
Berdasarkan perhitungan analisis teknik dan permodelan
menggunakan software autoCAD didapat volume tampung sebesar 0.00003756 m3, sehingga massa maksimum pupuk yang dapat ditampung adalah 0.0380 kg.
Massa stainleessteel adalah 0.0628 kg dan massa besi adalah 0.416 kg. Berat total badan tugal 2 adalah 4.69 N.
c. Mekanisme penyaluran pupuk
35 Bahan yang dibutuhkan dalam konstruksi badan tugal 2 adalah stainless steel dengan massa sebesar 0.2986 kg, besi dengan massa 0.0256 kg.
d. Mata tugal
Berdasarkan perhitungan analisis teknik dan permodelan menggunakan software autoCAD didapat berat total mata tugal adalah 1.69 N. Bahan yang dibutuhkan dalam konstruksi mata tugal adalah besi dengan massa sebesar 0.1727 kg.
Kebutuhan luasan total stainless steel pada konstruksi badan tugal adalah 0.12 m2,sedangkan berdasarkan hasil perhitungan berat dari beberapa komponen di atas, dapat diketahui bahwa total berat badan tugal yaitu 22.18 N.
Berdasarkan Tabel 15, total berat badan tugal yang didapat masih di bawah
berat rata-rata yang dapat diangkat tangan, sehingga alat masih dapat diangkat tanpa harus mengeluarkan energi yang terlalu besar.
Total berat alat hasil rancangan ini dibandingkan dengan total berat badan tugal hasil konstruksi. Bentuk alat yang dirancang dapat dilihat pada Lampiran 3.
Pembuatan Konstruksi
Berat aplikator dalam keadaan kosong dari hasil konstruksi diperoleh sebesar 51.65 N, dengan berat masing-masing komponen dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16 Berat aplikator per komponen
Nama komponen alat Massa alat (kg) Berat alat (N)
Tas penampung 1.50 14.70
Batangan tugal 1.00 9.80 Selang penyalur 0.20 1.96 Badan tugal 2.57 25.19
Total 4.17 51.65
Berat total alat ini belum termasuk berat batangan tugal dan selang penyalur. Data hasil perbandingan dapat dilihat pada Tabel 17.
Tabel 17 Perbandingan berat aplikator per komponen hasil perancangan dan konstruksi
Nama komponen alat Berat alat hasil perancangan (N)
Berat alat hasil konstruksi (N)
Tas penampung 10.56 14.70
Batangan tugal* - -
Selang penyalur* - -
Badan tugal 22.18 25.19
Total 32.64 39.89
* kompenen tersebut pada saat perancangan tidak dihitung.
Perbedaan berat yang terjadi antara perancangan dan konstruksi dikarenakan
pada saat tahap konstruksi adanya beberapa perlakuan mesin terhadap bahan seperti pengelasan, pengelingan, pengeboran, penggerindaan dan penambahan baud dan mur sebagai pengikat komponen-komponen alat yang tidak dihitung dalam perancangan. Komponen batangan tugal dan selang penyalur tidak dihitung
dalam perancangan karena tidak tersedia data tentang massa jenis dari komponen tersebut. Gambar badan tugal dan tas penampung hasil konstruksi dapat dilihat pada Gambar 10 dan Gambar 11.
37 Gambar 11 Tas Penampung.
UjiFungsional
Uji yang dilakukan adalah uji keluaran pupuk tanpa lahan, uji kedalaman tugal dan uji denyut jantung yang digunakan untuk mengetahui berapa energi yang terpakai pada saat menggunakan aplikator. Uji denyut jantung ini dilakukan
dengan menggunakan heart rate monitor (HRM). Pada pengujian ini data operator yang melakukan pengujian dapat dilihat pada Tabel 18.
Tabel 18 Data operator
Data yang diukur Satuan Nilai
Berat operator N 480.2
Tinggi operator m 170.0 Waktu pengambilan data: 08-01-2007
Rata-rata keluaran pupuk yang didapat dari pengujian tanpa lahan sebesar 60.33 gram. Data hasil uji keluaran pupuk tanpa lahan dapat dilihat pada Tabel 19.
Tabel 19 Data hasil uji keluaran pupuk tanpa lahan
Tugalan Jumlah pupuk yang keluar (gram)
1 68 Waktu pengujian : 27-12-2006.
Berdasarkan hasil analisis teknik, diperoleh besar pupuk yang dapat
dialirkan oleh tugal sebesar 79 gram. Rata-rata keluaran pupuk hasil uji dengan hasil analisis teknik berbeda karena pupuk memiliki dimensi butiran yang tidak seragam, sehingga ada beberapa butiran pupuk yang tidak turun pada saat penugalan.
Pengujian tugal dilakukan pada lahan yang diolah. Rata-rata kedalaman
tugal yang didapat pada saat pengujian adalah 16.25 cm dan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk sekali penugalan dengan jarak penugalan 20 cm adalah 8.125 detik. Data hasil uji kedalaman tugal dapat dilihat pada Tabel 20.
Tabel 20 Data hasil uji kedalaman tugal pada lahan diolah
Tugalan Kedalaman (cm) Waktu/tugal (detik)
39 Energi yang terpakai pada saat penugalan dapat diketahui dengan cara melakukan uji denyut jantung. Uji denyut jantung yang diambil terbagi dalam 2 data yaitu data uji denyut tanpa beban dan data uji denyut dengan beban. Data uji
denyut jantung tanpa beban dapat dilihat pada Tabel 21, data denyut jantung dengan beban dapat dilihat pada Tabel 22.
Tabel 21 Data uji denyut jantung tanpa beban
Ulangan Waktu
(detik) HRrest HRsteptest IRHRsteptest
Jarak
Waktu pengujian : 08-01-2007.
Tabel 22 Data uji denyut jantung dengan beban
Ulangan Waktu Waktu pengujian : 08-01-2007.
Dari Tabel 21 dibuat grafik hubungan antara daya untuk mendapatkan
Persamaan yang akan digunakan untuk menghitung energi yang terpakai pada saat penugalan. Grafik hubungan antara dayasteptest dan IRHR steptest dapat dilihat pada
y = 0,5424x + 1,2432
Gambar 12 Grafik hubungan antara dayasteptest dengan IRHRsteptest.
Energi yang terpakai selama penugalan dihitumg dengan Persamaan:
y = 0.5424x + 1.2432 ... (10) Dimana : y = energi (kkal / menit)
x = dayawork rata-rata(Watt)
Berdasarkan persamaan 10 dan dayawork rata-rata dari Tabel 22 didapat laju
41
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Mekanisme dari aplikator terbagi 2 yaitu mekanisme 1 (berfungsi untuk
menyalurkan dan menghentikan aliran pupuk dari badan tugal 1 ke badan tugal 2) dan mekanisme 2 (berfungsi untuk menggerakkan mata tugal pada arah vertikal dan mengatur fungsi mekanisme 1). Disain aplikator yang dibuat berbentuk: kotak segi empat (tas pemupuk dan badan tugal 1),
silinder (badan tugal 2 dan batangan tugal) serta kerucut terbalik (mata tugal).
2. Aplikator yang dibuat dapat bekerja pada mekanisme penyaluran pupuk, tetapi pada badan tugal 2 kurang dapat bekerja. Aplikator ini hanya dapat digunakan pada lahan yang gembur.
3. Uji fungsional aplikator pada skala laboratorium telah berhasil. Berdasarkan data hasil uji kinerja diperoleh keluaran pupuk 60.33 gram, kedalaman lubang 16.25 cm dan energi yang dikeluarkan 2.493 kkal/ menit.
Saran
1. Perlu dilakukan pengujian kinerja aplikator pada lahan sebenarnya agar
dapat diketahui efisiensi alat berdasarkan kapasitas lapang teoritis dan kapasitas lapang efektifnya serta hubungan antara alat dan tanah
DAFTAR PUSTAKA
Herodian S, Kusen M, dan M Faiz S. 1999. Pedoman Praktikum Ergonomika Proyek Peningkatan Perguruan Tinggi. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Lingga P. 1998. Petunjuk Penggunaan Pupuk, Cetakan ke-15. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia.
Marsono dan Paulus S. 2001. Pupuk Akar dan Aplikasinya, Cetakan ke-1. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia.
Purwadi T dan Gembong T. 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani, Cetakan ke-6, Terjemahan (Harris P. Smith dan Lambert H. Wilkes).Gadjah Mada University Press, Yogyakarta, Indonesia.
Ramadhani R. 2006. Analisis Beban Kerja Serta Kebisingan Dan Temperatur Pada Proses Pabrikasi Alat Berat PT. Natra Raya. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Trubus. 1998. Menjadikan Buah Lebih Manis, Cetakan ke-5. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia.
Saptarini N, Sunarjoyo dan Hartana A. 2002. Membuat Tanaman Cepat Berbuah, Edisi Revisi. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia.
Sutedjo M.M. 1994. Pupuk dan Cara Pemupukan, Cetakan ke-4. PT Rineka Cipta, Jakarta, Indonesia.
Sunarjoyo, H. Hendro. 1998. Prospek Berkebun Buah, Cetakan ke-2. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia.
43 Lampiran 1 Cara perhitungan pada analisis teknik
1. Tas penampung
Volume tampung tas dihitung dengan menggunakan bantuan software
autoCAD dan didapat volume tas penampung = 12.62 x 10-3 m3. Massa pupuk (Persamaan 2):
V = 12.62 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software
Pemampatan ditentukan dengan perhitungan berikut ini (Persamaan 3): m = 12.79 kg
Jadi pemampatan yang terjadi = 0.267 mm Massa total Polystyrene (Persamaan 2):
V = 0.015 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software
autoCAD)
ρ = 0.03815 lb/ in.3 = 0.7509 kg/m3 m = 0.015 x 0.7509 = 0.01 kg b.Aluminium.
Kebutuhan aluminium dengan menggunakan bantuan software
autoCAD didapat panjang total sebesar 5.134 m 125.33 x 0.03
Lanjutan
Volume total aluminium (didapat dengan menggunakan bantuan
software autoCAD) adalah 5.955 x 10-4 m3. Massa total aluminium (Persamaan 2):
ρ = 2.7 gram/cm3 (European Aluminium Association 08/01/2007) = 2 700 kg/m3
m = 5.955 x 10-4 x 2 700 = 1.608 kg. 2. Selang penyalur
Panjang dari selang air (Persamaan 4): Ps = 0.936 – 0.15 = 0.786 m
3. Batangan tugal
Panjang batangan tugal ini dihitung dengan rumus(Persamaan 5): Pbt = 1.613 – 0.15 = 1.463 m
4. Badan tugal a. Badan tugal 1
Massa total pupuk (Persamaan 2):
V = 0.84 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software
Massa total Polystyrene (Persamaan 2):
V = 0.00034 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software
autoCAD)
ρ = 0.03815 lb/ in.3 = 0.7509 kg/m3 m = 0.00034 x 0.7509 = 2.56 x 10-4 kg
45 Lanjutan
m = 0.12 x 10-3 x 7 850= 0.942 kg
Kebutuhan bahan plat stainless steel dengan bantuan software
autoCAD didapat seluas 94 324 m2, kebutuhan panjang pipa Stainless steel ditentukan yaitu 29 mm.
¾ Besi
Massa total Besi (Persamaan 2):
V = 0.044 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan
software autoCAD)
ρ = 7850 kg/m3
m = 0.044 x 10-3 x 7 850= 0.345 kg b. Badan tugal 2.
¾ Besi
Massa pupuk (Persamaan 2):
ρ = 1013.370 kg/m3 (Tabel 12)
V = 0.00003756 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software autoCAD)
m = ρ V
= 1013.370 x 0.00003756 = 0.0380 kg Massa total Besi :
V = 0.053 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan software autoCAD)
ρ = 7850 kg/m3
m = 0.053 x 10-3 x 7 850= 0.416 kg
¾ Stainless steel
Massa total Stainless steel (Persamaan 2):
V = 0.008 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan
software autoCAD)
ρ = 7850 kg/m3
m = 0.008 x 10-3 x 7 850= 0.0628 kg
Lanjutan
o Mekanisme 1.
• Pegas tarik
Diameter kawat pegas yang digunakan (Persamaan 6):
δ = 14 mm = 0.014 m G = 79.3 x 109 N/m2 D = 10 mm = 0.01 m N = 20
F = gaya massa plat penjatah/ pegas tarik yaitu sebesar 0.020 kg x 9.8 m/s2 = 0.196 N / 2 = 0.098 N
• Plat penahan 1, plat penjatah, plat sliding dan plat penahan 2 Massa total stainless steel (Persamaan 2):
V = 0.016 x 10-3 m3 (didapat dengan menggunakan bantuan
Massa total Besi (Persamaan 2):
47 Lanjutan
Diameter kawat pegas yang digunakan (Persamaan 6):
δ = 23 mm = 0.023 m G = 79.3 x 109 N/m2 D = 10 mm = 0.01 m N = 7
F = gaya bagian tugal yang berada di atas pegas tekan yaitu
sebesar 3.57 kg x 9.8 m/s2 = 34.99 N
• Batang tolak, pipa penyalur dan penyangga pipa
Massa pupuk yang dapat dikeluarkan pipa penyalur (Persamaan 2):
Massa total Besi (Persamaan 2):
Lampiran 2 Sifat-sifat bahan polystyrene
POLYSTYRENE
PHYSICAL PROPERTIES
Density 0.0376-0.0387 lb/in3
Water Absorption 0-0.1 %
Moisture Absorption at Equilibrium 0.04-0.1 % Water Absorption at Saturation 0.1 % Linear Mold Shrinkage 0.004-0.006 in/in
Melt Flow 1.2-28 g/10 min
MECHANICAL PROPERTIES
Hardness, Rockwell M 70-74 Izod Impact,
Unnotched 2.06 ft-lb/in
Hardness, Rockwell R 104-120 Izod Impact,
Notched Low Temp 1.31 ft-lb/in Tensile Strength,
Tensile Strength, Yield 3630-10000 psi
Elongation @ Yield 1.5-2.2 % Charpy Impact, Notched
0.952-1.9 ft-lb/in² Tensile Modulus 260-490 ksi Gardner Impact 4.43 ft-lb
Flexural Modulus 390-479 ksi Tensile Creep Modulus, 1 hour
334000-479000 psi
Flexural Yield Strength 7830-15000 psi
Strength 13100 psi
Izod Impact, Notched
0.2- 2.38 ft-lb/in
49 Lanjutan
POLYSTYRENE
ELECTRICAL PROPERTIES
Electrical Resistivity 1E+15-1E+17 ohm-cm
Dielectric Constant 2-2.8
Dielectric Constant, Low Frequency 2-2.8
Dielectric Strength 500-3430 kV/in
Dissipation Factor 0.00005-0.0004
Dissipatin Factor, Low Frequency 0.00009-0.0004
Surface Resistance 1E+13-1E+15 ohm
Arc Resistance 100-180 sec
Comparative Tracking Index 350-600 V
Hot Wire Ignition, HWI 15 sec
High Amp Arc Ignition, HAI 120 arcs
High Voltage Arc-Tracking Rate, HVTR 4.72-11.8 in/min
THERMAL PROPERTIES
CTE, linear 200 C 27.8-69.4 µ in/in-°F
CTE, linear 20° C Transverse to Flow 38.9-50 µ in/in-°F
Heat Capacity 0.287-0.502 BTU/lb-°F
Thermal Conductivity 0.833-1.34 BTU-in/hr-ft²-°F
Melting Point 374-500°F
Maximum Service Temperature, Air 156-196°F
Deflection Temperature at 0.46 MPa 172-217°F Deflection Temperature at 1.8 MPa 156-210°F
Vicat Softening Point 33.9-230°F
Glass Temperature 181-212°F
Flammability, UL94 HB
Oxygen Index 18-19%
OPTICAL PROPERTIES
Haze 0.65-1% Transmission, Visible 80-90%
