3. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 3. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Kegiatan penelitian dilaksanakan selama 8 bulan, dimulai bulan Agustus 2010 sampai dengan Maret Penelitian dilakukan di dua tempat, yaitu (1) Laboratorium Instrumentasi Kelautan, Departemen ITK, untuk melakukan perancangan mesin pencuci rumput laut dan pengujian lab dan (2) Desa Sanggrawayang, Pelabuhan Ratu, Sukabumi, Jawa Barat sebagai tempat diambilnya sampel rumput laut dari pembudidaya Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini ditabulasikan pada Tabel 4. Tabel 4. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian No. Alat dan bahan Kegunaan Seperangkat sepeda bekas Dua drum plastik yang berbeda ukuran Bagian utama dari sistem pedal sebagai penggerak Mesin keseluruhan Sebagai wadah penampung dari rumput laut 3. Solar panel Mengubah panas matahari menjadi sumber energi listrik 4. Kontroler Menstabilkan energi listrik yang Inventer Baterai 65Ah dihasilkan dari solar panel Perangkat yang merubah tegangan DC menjadi tegangan AC 220 Volt Media penyimpanan sumber listrik 7. Motor AC Motor penggerak yang mengaduk 8. Rumput laut wadah penampungan rumput laut, selain menggunakan sistem pedal Bahan yang akan diujikan pada mesin

2 Alur Penelitian Alur penelitian mengikuti pola algoritma yang digambarkan pada Gambar 14. Mulai Perumusan Masalah Perancangan Model Model Memenuhi syarat Sistem pedal Perancangan Perangkat Sistem Tenaga Matahari Intergrasi Perangkat Uji coba Berhasil Gambar 14. Diagram alur tahapan pembuatan mesin

3 Perancangan Mesin Gambar 15. Secara umum konsep perancangan mesin pencuci rumput laut ditunjukkan pada Masukan (Rumput laut kotor) Mesin Pencuci Rumpun Laut Teknologi Hybrid Keluaran (Rumput laut bersih dari bahan-bahan kontaminan) Gambar 15. Konsep dasar perancangan mesin pencuci rumput laut Ada 2 proses pekerjaan perancangan mesin pencuci rumpun laut teknologi hybrid ini, yaitu : 1. Perancangan sistem elektronika 2. Konstruksi rangka Perancangan sistem elektronika Mesin pencuci rumpun laut teknologi hybrid ini dirancang dengan menggunakan solar panel sebagai sumber energi yang dapat disimpan dalam dry cell battery/baterai kering yang kemudian digunakan untuk menggerakan motor AC. Kemudian, motor AC ini akan memutar wadah (drum) sehingga rumput laut didalam wadah teraduk (Gambar 16). Bagian-bagian penting dari mesin pencuci rumpun laut teknologi hybrid ini adalah : 1. Sistem solar panel, merupakan sumber energi yang akan menghasilkan listrik untuk menggerakan Motor AC. Energi matahari diserap oleh solar panel untuk dikonversi menjadi energi listrik. Besar kecilnya energi listrik yang terserap oleh solar panel tergantung pada intensitas dan lamanya penyinaran matahari, sehingga diperlukan adanya controller sebagai pengatur dan penstabil besaran energi yang dihasilkan solar panel. Aki kering pada sistem ini mempunyai fungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan energi. 2. Inverter, dikarenakan tegangan listrik yang dihasilkan oleh solar panel merupakan tegangan DC maka dibutuhkan alat untuk merubah tegangan DC menjadi tegangan AC yang dibutuhkan untuk menjalankan motor AC. 3. Motor AC berfungsi untuk menggerakan wadah penampung rumput laut yang terendam air.

4 22 Gambar 16. Blok perancangan sistem elektronika Konstruksi mesin pencuci rumput laut Bahan dasar pembuatan rangka mesin pencuci rumput laut ini adalah besi. Bagian dari mesin pencuci rumput laut yang dapat membuat mesin ini moveable adalah sepeda bekas yang bagian depannya dilepas (ban depan dan stang) yang kemudian dilas dengan bagian rangka penopang wadah penampung rumput laut. Bagian wadah penampung terbuat dari bahan plastik untuk menghindari karat karena bekerja dengan air laut. Desain mesin pencuci rumput laut ini menggunakan roda tiga yang dilengkapi dengan pemutar drum plastik dengan ontel (Gambar 17). Terdapat dua drum plastik berbeda ukuran yang digunakan sebagai wadah dalam sistem pencucian. Satu drum yang ukurannya lebih besar bersifat statis yang berfungsi untuk menampung air dengan jumlah maksimum 50 % dari kapasitas drum yang dilengkapi kran outlet air, sedangkan drum yang ukurannya lebih kecil ditempatkan di dalam drum yang ukurannya lebih besar. Drum tersebut bersifat dinamis yang bergerak memutar yang dihasilkan oleh sistem pedal menggunakan transmisi rantai dan gigi roda. Bagian drum dinamis dibuat berlubanglubang dan dipasang palang sejajar sebanyak empat palang yang memungkinkan terjadinya pengadukan yang merata untuk rumput laut yang dimasukkan ke dalamnya. Tempat memasukkan rumput laut (loading) terdapat pada bagian atas. Rancangan sistem pencuci rumput laut ini dapat dipindahkan dan bersifat mobile, untuk mengantisipasi medan di daerah pesisir budidaya rumput laut dilakukan.

5 23 Gambar 17. Desain mesin pencuci rumpun laut Berikut adalah komponen-komponen yang terdapat pada mesin pencuci rumput laut berbasis teknologi hybrid: Motor Listrik AC Mott (2009) mengemukakan bahwa motor listrik dibedakan menjadi dua kelompok utama. yaitu arus bolak balik (AC) dan arus searah (DC). Motor yang digunakan sebagai komponen dari mesin pencuci rumput laut ini adalah Motor AC (Gambar 18). Dalam motor listrik terdapat dua bagian aktif yaitu stator atau elemen yang tetap dan rotor atau elemen yang berputar. Rotor diletakkan di bagian dalam stator dan terhubung tetap pada poros. Poros ditumpu oleh bantalan pada rumah motor. Stator dibuat dari piringan-piringan plat baja tipis yang disebut juga laminatons, yang tersusun rapat dan diberi perekat antar satu dengan yang lainya sehingga membentuk kanal-kanal. Beberapa lapis kawat tembaga dilewatkan melalui kanal-kanal tersebut dan dibuat simpul-simpul di sekelilingnya untuk membentuk seperangkat lilitan kontinu yang disebut kumparan. Banyaknya lilitan dalam stator akan menunjukkan jumlah kutub motor yang menunjukkan bahwa kecepatan putar akan bergantung pada jumlah kutub (Mott, 2004).

6 24 (sumber : Gambar. 18. Komponen motor listrik AC Kopling Istilah kopling berkaitan dengan alat yang digunakan untuk menghubu ngkan dua poros pada kedua ujungnya dengan maksud perpindahan daya. Ada dua jenis kopling secara umum kopling kaku dan kopling fleksibel (Gambar 19). Kopling kaku di rancang untuk menghubungkan kedua poros secara kencang sehingga tidak terjadi gerakan relatif diantara kedua poros. Kopling fleksibel dirancang utuk memindahkan torsi secara halus yang memungkinkan terjadinya sedikit ketidak lurusan aksial, anggular dan radial. Fleksibelitas berfungsi ketika terjadi ketidak lurusan bagian-bagian kopling berpindah sedikit atau tanpa hambatan agar tidak terjadi tegangan lengkung atau aksial yang signifikan pada poros (Mott, 2004). Gambar 19. Kopling fleksibel yang digunakan pada mesin Bearing/bantalan bercangkang Kegunaan dari bantalan adalah untuk menopang suatu beban tetapi tetap memberikan kemungkinan terjadinya gerakan relatif di antara dua elemen dalam sebuah

7 25 mesin. Dalam banyak jenis mesin berat dan mesin-mesin khusus yang diproduksi dalam jumlah kecil, bantalan-bantalan bercangkang lebih dipilih daripada bantalan jenis lainnya (Gambar 20). Bantalan bercangkang memberikan sarana pengikatan bantalan secara langsung ke rangka mesin dengan menggunakan baut, bukan dengan menyisipkannya ke dalam ceruk yang dibuat di dalam rumah mesin. Gambar 20. Bantalan bercangkang /bearing yang dipakai pada mesin Transmisi Rantai Rantai adalah elemen transmisi daya yang tersusun sebagai sebuah deretan penghubung dengan sambungan pena. Rancangan ini menyediakan fleksibilitas di samping juga memungkinkan rantai mentrasmisikan gaya tarik yang besar. Ketika mentransmisikan daya antara poros-poros yang berputar, rantai berhubungan terpadu dengan roda bergigi yang disebut sproket. Gambar 21 memperlihatkan transmisi rantai pada umumnya. Jenis rantai yang paling umum disebut rantai rol (roller chain), dimana rol-rol pada setiap pena menyediakan gesekan yang sangat kecil di antara rantai dan sproket. (sumber: Mott, 2004) Gambar 21. Transmisi rantai rol antara dua sproket

8 Uji Coba Sistem Solar Panel pada Mesin Pencuci Rumput Laut Uji coba ini dilakukan untuk pengambilan data dengan menguji efesiensi dari sistem solar panel dalam beberapa hal, yaitu perhitungan berapa lama penggunaan baterai untuk menjalankan motor AC, berapa arus yang dibutuhkan untuk menjalankan motor AC terhadap waktu baik dalam keadaan wadah kosong ataupun wadah terisi air dan rumput laut, daya yang dikonsumsi oleh mesin terhadap baterai, dan perhitungan putaran drum dinamis (rpm) Pengambilan data putaran drum dinamis (rpm) Kecepatan putar dari drum dinamis didapat dari perpindahan sudut (Youden, 1997). Perpindahan sudut adalah keliling lingkaran pedal dibagi dengan jari-jari jari pedal sehingga akan didapatkan persamaan berikut :...(1) dimana; θ = Perpindahan sudut pada pedal (rad); r = Jari-jari pedal (cm); π = Sudut pada lingkaran (3.14). atau dengan kata lain satu kali putaran adalah 360 atau 2 π rad. Pada gerak melingkar, kelajuan rotasi benda dinyatakan dengan putaran per menit (biasa disingkat rpm revolution per minute). Kelajuan yang dinyatakan dengan satuan rpm adalah kelajuan sudut. Dalam gerak melingkar dapat juga menyatakan arah putaran. Kelajuan sudut adalah perpindahan sudut dibagi dengan waktu. Persamannya.:...(2) dimana; ω = Kecepatan sudut pedal (rpm); θ = Perpindahan sudut (rad); t = Waktu putar satuan (secon). Pengambilan data kecepatan putar dilakukan secara manual dengan cara memberikan tanda untuk menentukan satu titik awal pada drum dinamis kemudian setelah titik tersebut kembali ke titik awal dihitung satu putaran. Perputaran drum dinamis dihitung dengan menggunakans stop watch selama satu menit.

9 Pengambilan data daya yang dikonsumsi oleh mesin terhadap baterai Untuk mengetahui daya yang dikonsumsi oleh mesin dilakukan pengukuran pada baterai. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan nilai tegangan dan arus yang mengalir sebelum masuk ke konverter DC to AC. Pengukuran dilakukan dengan mengunakan digital multimeter untuk mengukur tegangan dan ampermeter DC untuk mengukur arus sehingga dapat mengukur daya yang dikeluarkan dengan persamaan berikut (Kularatna, 2003): P = V I...(3) dimana; P = Daya yang dikeluarkan baterai; V = Tegangan pada baterai; dan I = Arus yang mengalir menuju beban. Hubungan antara daya (P), putaran (n), dan torsi (T) dalam poros dijelaskan melalui persamaan :...(4) dimana; P = Daya (Watt atau N.m/s); n = Putaran (rad/s); dan T = Torsi (Nm) Uji Coba Mesin Pencuci Rumput Laut Uji coba mesin pencuci rumput laut dilakukan untuk mengetahui efektivitas dari mesin dalam proses pencucian rumput laut. Pengujian untuk melihat hasil akhir proses pencucian rumput laut dilakukan dengan cara membandingkan kekeruhan air sebelum proses pencucian dengan air yang di dapatkan setelah proses pencucian rumput laut. Sampel air sebelum proses pencucian (sampel air kontrol) dimasukan terlebih dahulu ke dalam drum stasis kemudian sampel air dikeluarkan melalui outlet. Setelah proses pencucian rumput laut selama 10 menit, sampel air diambil kembali untuk dibandingkan dengan sampel air sebelumnya dengan pengulangan sebanyak dua kali.. Kontaminan yang terdapat dalam rumput laut akan terlarut dalam air sehingga berwarna lebih keruh. Kekeruhan dari sampel air diukur menggunakan TDS (Total Dissolved Solids) meter. TDS meter akan menghitung jumlah partikel bahan organik dan anorganik yang terdapat pada sampel air.