III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan April hingga bulan September 2012 di Laboratorium Lapang Siswadhi Soepardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. B. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : a. Traktor Kubota B6100 b. Bajak singkal c. Pita ukur d. Mistar ukur e. Patok bambu f. Stopwatch g. Alat tulis h. Laptop i. Las listrik dan Asetilin j. Gerinda tangan k. Bor duduk l. Kunci pas m. Kunci ring n. Tang o. Timbangan p. Tachometer Bahan-bahan yang dipergunakan pada penelitian terdiri dari: a. Accu 12 Volt b. Kertas c. Lower link dan upper link pengganti d. Rangkaian Microcontroller AVR ATMega 8535 e. SPC Gamepad Interface f. Plat besi tebal 8mm g. Mur, baut dan ring h. Cat dan perlengkapan pengecatan 12
Gambar 9. Traktor Kubota B6100 C. Tahapan Penelitian C.1. Studi Pustaka dan Inventarisasi Peralatan Studi pustaka dilakukan guna mengumpulkan informasi yang berhubungan dengan penelitian-penelitian yang berhubungan dengan traktor Kubota B6100 sebelum penelitian ini dilakukan. Modul-modul SNI dari Badan Standarisasi Nasional dan referensi lain yang terkait dikumpulkan untuk menentukan data-data yang akan diambil pada pengujian lapangan. Setelah itu dilakukan inventarisari peralatan yang digunakan dalam penelitian, mulai dari peralatan pembuatan hingga pengujian. C.2. Identifikasi Komponen Three Point Hitch Identifikasi three point hitch yang rusak dan menentukan komponen-komponen pada sistem three point hitch yang perlu dibuat sehingga dapat menggunakan implemen bajak singkal dalam pengujian lapangan. C.3. Pengukuran Komponen Three Point Hitch, Pembuatan dan Uji Fungsional Pengukuran dimensi dan bentuk dilakukan pada three point hitch traktor Kubota B6100 yang sama pada traktor milik orang lain. Hal ini meliputi pengukuran dimensi dan penentuan jenis bahan dan yang akan memudahkan pada penggambaran menggunakan software CAD. Penggambaran menggunakan software CAD dilakukan untuk membantu visualisasi model lower link dan upper link sehingga memudahkan proses pembuatan di bengkel produksi. Setelah proses pembuatan selesai, three point hitch hasil modifikasi diujicoba fungsionalnya terlebih dahulu sebelum pengujian lapangan. C.4. Uji Lapangan dengan Kendali Konvensional Pengujian unjuk kerja dengan kendali roda kemudi dengan menggunakan implemen bajak singkal pada lahan ujicoba. C.5. Uji Lapangan dengan Kendali Nirkabel Pengujian unjuk kerja dengan kendali nirkabel dengan menggunakan implemen bajak singkal pada lahan ujicoba. 13
Studi Pustaka Identifikasi komponen three point hitch Pengukuran komponen three point hitch dan pembuatan di bengkel Uji lapangan dengan kendali konvensional Uji lapangan dengan kendali radio control Gambar 10. Flowchart tahapan penelitian D. Prosedur Penelitian D.1. Modifikasi Tiga Titik Gandeng Modifikasi tiga titik gandeng dilakukan pada upper link dan lower link traktor Kubota B6100. Modifikasi dilakukan karena upper link dan lower link sudah tidak tersedia dan dibutuhkan untuk menggandeng implemen bajak singkal yang digunakan dalam pengujian lapangan. Untuk memperoleh gambaran mengenai komponen three point hitch pada traktor, studi pustaka baik melalui penelusuran buku dan media internet dilakukan. Untuk memperoleh gambaran lebih baik mengenai komponen three point hitch secara langsung, dilakukan pengamatan langsung pada traktor sebanyak dua kali yaitu, (1) di Laboratorium Lapangan Fakultas Peternakan Jonggol, Jawa Barat dan (2) pada traktor milik pribadi dari Bapak Abet di Cibubur, Depok. Gambar 11. Traktor Kubota B6100 milik Fakultas Peternakan 14
Gambar 12. Pengukuran komponen traktor Kubota B6100 milik Bapak Abet D.2. Persiapan dan Pengamatan Kondisi Lintasan Sebelum pengujian di lahan dilakukan, ada beberapa hal yang perlu dipersiapkan, yaitu persiapan traktor Kubota B6100 dan sistem pengendali jarak jauh, persiapan instrumen pengukur, serta persiapan lahan pengujian Persiapan pada traktor uji yaitu dengan memeriksa kondisinya sehingga pada saat pengujian tidak terjadi kesalahan dan kendala baik teknis maupun non-teknis. Pemeriksaan yang dilakukan adalah pengecekan oli, air radiator, transmisi, bahan bakar, sistem tiga titik gandeng dll. Selain itu dilakukan pengecekan terhadap perangkat sistem kendali jarak jauh, berupa pengecekan jarak pengendalian, pengecekan sensor, kestabilan putaran motor DC dll. Persiapan kelengkapan instrumen pengukur seperti penetrometer, meteran gulung dan alat ukur lainnya dilakukan sebelum pengujian. Sebelum pengujian juga dilakukan persiapan lahan uji. Lahan diberikan perlakuan bajak dan rotary dua bulan sebelumnya untuk mendapatkan lahan yang rata dan bersih dari tanaman. Kondisi fisik tanah diamati dengan mengukur kadar air dan tahanan penetrasi. Pengukuran kadar air dan dilakukan dengan mengambil sampel tanah secara tersebar pada lahan pengujian seperti Gambar 13. Gambar 13. Pengambilan sampel tanah pada lahan pengujian Sebelum dilakukan pengujian pada lahan, kondisi lahan diamati pada titik-titik pengukuran dengan parameter yang diamati adalah: a. Kadar air Kadar air merupakan jumlah air yang tersedia dalam pori tanah dalam massa tertentu. Kadar air tanah diukur dengan mengambil sampel tanah pada lahan pengujian 15
dengan ring sampel, kemudian ditimbang (massa tanah basah + ring sampel). Contoh tanah dikeringkan dalam oven (Gambar 14) selama 24 jam dengan suhu 110 o C kemudian ditimbang (massa tanah kering + ring sampel). Kadar air tanah dihitung (Setiawan et al. (2002) diacu dalam Anami (2008)) dengan rumus: KA= 100................................................. (1) Keterangan : KA = kadar air basis kering (%) m tb = massa tanah basah (g) m tk = massa tanah kering (g) Untuk perhitungan kadar air selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3. Gambar 14. Oven pengeringan b. Penetrasi tanah Pengukuran tahanan penetrasi dilakukan hingga kedalaman yang dianggap mewakili kedalaman pengolahan oleh bajak, yaitu pada kedalaman 5 cm sampai 20 cm. Pengukuran penetrasi tanah dilakukan dengan menggunakan penetrometer tipe SR-2 (Gambar 15) dengan kerucut berpenampang 2 cm 2. Pengukuran dilakukan pada 10 titik berbeda dengan kedalaman masing-masing 5, 10, 15 dan 20 cm dari permukaan tanah. Tahanan penetrasi dihitung dengan rumus (Setiawan et al. (2002) diacu dalam Anami (2008)) berikut: T p t =...... (2) Dimana: T pt = Tahanan penetrasi tanah (kpa) F p = Gaya penetrasi terukur pada penetrometer ditambah dengan berat penetrometer (kgf) A k = Luas penampang kerucut (cm 2 ) = 2 cm 2 16
Gambar 15. Penetrometer tipe SR-2 Gambar 16. Pengukuran penetrasi tanah D.3. Uji Jalan Lurus dan Uji Jari-jari Putar Uji jalan lurus bertujuan untuk menentukan kestabilan gerak traktor dengan mengikuti satu base line di lahan. Operator mengendalikan arah laju traktor dengan memposisikan traktor di tengah base line, baik dengan setir kemudi secara konvensional dan motor DC dengan metode radio control melalui transmitter. Uji ini dilakukan dengan menentukan panjang lintasan tertentu di lapangan dan melihat besarnya simpangan yang terjadi pada jarak yang ditempuh. Gambar 17. Lahan uji lurus 17
Gambar 18. Pengukuran simpangan roda dari base line Lintasan sepanjang 20 meter disiapkan pada lahan dan setiap 2 meter ditandai untuk pemasangan patok yang bertujuan mengukur simpangan roda belakang traktor dari pusat sumbu lintasan. Posisi traktor sebelum mulai pengujian adalah di tengah-tengah sumbu lintasan uji, sehingga dapat diketahui simpangan roda pada setiap 2 meter. Pengujian dilakukan dengan (1) kendali manual dengan operator mengendalikan roda kemudi dan (2) kendali jarak jauh dengan operator mengendalikan remote controller. Cara pengujian yang dilakukan pada uji lurus yaitu dengan memasang tanda berupa bendera kecil yang ditancapkan pada jejak terluar dari traktor. Uji jari-jari putar bertujuan untuk membandingkan jari-jari putar antara kendali traktor secara konvensional menggunakan roda kemudi dengan kendali jarak jauh menggunakan SPC wireless controller. Pengujian dilakukan pada kondisi traktor dan lahan yang sama, tanpa menggunakan implemen. Adapun prosedur pengujian yang akan dilakukan antara lain: a. Jarak masing-masing ban dari pusat sumbu adalah sama b. Pengujian dilakukan dalam kecepatan kerja 1.5-2.0 km/jam c. Perlakuan pada pengujian yaitu (1) kendali konvensional dan (2) kendali nirkabel d. Pengujian dilakukan dengan memutar kendali setajam mungkin tanpa menggunakan rem sampai membuat putaran 360o, kearah kanan dan kiri. Diameter putar minimum kemudian dicatat sebanyak 10 data dan diulang dua kali pada kondisi yang sama. e. Pengujian dilakukan dengan memutar kendali setajam mungkin dengan menggunakan rem kanan/kiri dengan pengereman penuh menyesuaikan dengan arah putar traktor sampai membuat putaran 360o, kearah kanan dan kiri. Diameter putar minimum kemudian dicatat sebanyak 10 data dan diulang dua kali pada kondisi yang sama sehingga didapatkan nilai rata-rata. Gambar 19. Penandaan uji putar 18
Gambar 20. Pengukuran diameter putar traktor Diameter lingkaran putar minimum (dalam satuan meter) dan merupakan rata-rata dari masing-masing 10 kali pengukuran pada 2 kali pengulangan 1. Putaran searah jarum jam tanpa menggunakan rem 2. Putaran berlawanan arah jarum jam tanpa menggunakan rem. 3. Putaran searah jarum jam dengan rem 4. Putaran berlawanan arah jarum jam dengan rem Penandaan bekas jejak roda traktor (Gambar 19) menggunakan dolomit yang berwarna putih dan kontras dengan tanah. Dolomit ditaburkan secara hati-hati pada jejak roda depan traktor. Gambar 21. Jari-jari putar dan spasi putaran traktor (SNI 7416:2010) 19
D.4. Uji Unjuk Kerja Uji unjuk kerja bertujuan untuk menilai kemampuan kerja traktor di lahan dengan membandingkan antara kendali jarak jauh dengan kendali konvensional menggunakan roda setir. Adapun parameter yang diuji antara lain: a. Lebar kerja efektif, yaitu lebar tanah yang terolah pada setiap satu lintasan oleh implemen pada saat pekerjaan di lahan. Gambar 22. Pengukuran lebar kerja b. Kedalaman kerja, diperoleh dengan cara mengukur jarak vertikal antara permukaan tanah awal dengan dasar tanah yang terolah. Gambar 23. Kedalaman pembajakan (SNI 1212:2008) Gambar 24. Pengukuran kedalaman 20
c. Kecepatan maju, diperoleh dengan menghukur waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak 15 meter. Kecepatan maju diperoleh dari rata-rata 10 kali ulangan. Gambar 25. Pengukuran kecepatan maju (SNI 1212:2008) d. Luas lahan yang diolah e. Waktu total operasi, diukur sejak traktor mulai digunakan untuk operasi sampai dengan selesai dalam satu petak uji f. Waktu kerja tidak efektif, diukur dengan mencatat waktu yang hilang karena digunakan untuk belok, pengaturan alat dan perbaikan selama operasi sampai dengan selesai dalam satu petak uji g. Waktu kerja efektif, diukur dengan mengurangi waktu total dengan waktu kerja efektif h. Kapasitas lapangan efektif, dikur dengan membagi luas lahan yang diolah dengan waktu total operasi Keterangan : KLE L t a = kapasitas lapang efektif (ha/jam) = luas tanah yang diolah (ha) = waktu total untuk operasi (jam) i. Kapasitas lapangan teoritis, diukur dengan mengalikan kecepatan kerja aktual dengan lebar kerja efektif Keterangan : KLT v l = kapasitas lapangan teoritis (ha/jam) = kecepatan maju rata-rata (m/detik) = lebar kerja rata-rata (m) j. Efisiensi lapangan, diperoleh dengan membagi kapasitas lapang efektif dengan kapasitas lapangan teoritis Keterangan : EL = efisiensi lapang (%) KLE = kapasitas lapangan efektif (ha/jam) KLT = kapasitas lapangan teoritis (ha/jam) 21
k. Slip roda penggerak, diukur dengan cara pengukuran jarak tempuh 5 putaran roda seperti pada persaman berikut: Keterangan : S = Slip roda penggerak (%) Sb = Jarak tempuh traktor saat pengolahan tanah dalam lima putaran roda penggerak (m) So = Jarak tempuh traktor tanpa beban dalam lima putaran roda penggerak (m) Gambar 26. Pengukuran slip roda (SNI 1212:2008) 22