BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2016 s.d. Maret 2017 di Bank Sampah Tasikmalaya, Desa Cikunir Kecamatan Singaparna, Kabupaten Tasikmalaya. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari alat uji, alat ukur, dan alat pendukung seperti yang disajikan pada Tabel 9. Tabel 1. Alat yang digunakan Untuk Penelitian No Jenis Alat Alat Jumlah Fungsi Spesifikasi 1 Alat Uji Mesin Pencacah Sampah Plastik 1 2 Alat Ukur Timbangan Sentisimal Mesin yang digunakan untuk mencacah sampah plastik 1 Untuk menimbang plastik dan bagian mesin Meteran 1 Untuk Timbangan digital dimensi mesin 1 Untuk sampel cacahan plastik Penggaris 1 Untuk dimensi cacahan plastik Jangka sorong 1 Untuk dimensi cacahan plastik Dimensi: 1040 mm x 570 mm x 1610 mm Motor Penggerak: 14 HP MerkSW. Ketelitian 50 Kg Merk Tobo 7,5 m PS-532. Ketelitian 0,01g Merk Kenko 30 cm Ketelitian 0,05 mm 38
39 Tabel 9. Lanjutan No Jenis Alat Alat Jumlah Fungsi Spesifikasi 2 Alat Ukur Stopwatch 1 Untuk Ketelitian 0,01 detik waktu Tachometer 1 Untuk RPM Lutron DT- 2236 Prony brake 1 Untuk 3 Alat Pendukung Soundlevel meter daya 1 Untuk kebisingan mesin Vibration meter 1 Untuk getaran mesin Gelas Ukur 1 Untuk konsumsi bahan bakar Software autocad 1 Untuk menggambar mesin Kalkulator 1 Untuk menghitung data Laptop 1 Untuk pengolahan data hasil penelitian Lutron SL- 4010 Lutron VB- 8200 Kapasitas 1L Autocad 2013 Casio tipe fx- 82ES Intel Core i3-380m RAM 2 GB HDD 500GB Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampah plastik air mineral gelas 3 kali pengulangan dengan masing-masing pengulangan sebanyak 10 kg dengan dilakukan secara kontinu. 3.3 Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian analisis deskriptif, yaitu melakukan pengukuran, pengamatan dan perhitungan terhadap mesin pencacah sampah plastik kemudian menganalisis dari data tersebut sehingga memperoleh data kelayakan mesin dengan membandingkan data hasil perhitungan dengan ukuran aktualnya dan juga menganalisis kinerja mesin pencacah sampah plastik tersebut.
40 3.4 Tahap Penelitian Adapun tahapan penelitian dibagi menjadi dua bagian yaitu analisis teknik dan uji kinerja. 3.4.1 Analisis Teknik Analisis teknik yang akan dilakukan berupa analisis kebutuhan daya, poros, spi, bantalan, unit transmisi, kekuatan rangka dan kekuatan las. Berikut ini mesin pencacah plastik yang disajikan pada Gambar 10. Gambar 1.Mesin Pencacah Plastik Adapun diagram alir analisis teknik pada mesin pencacah plastik seperti dijelaskan pada Gambar 11.
41 Mulai Mengukur komponen dari mesin pencacah sampah plastik Melakukan analisis teknik meliputi: 1. Kebutuhan daya penggerak 6. Analisis sabuk dan puli 2. Diameter poros 7. Analisis rangka 3. Analisis bantalan 8. Analis spi 4. Kaasitas teoritis pencacahan 5. Analisis kekuatan las Kelayakan Mesin Pencacah Sampah Plastik Tidak Ya Hasil dan modifikasi rekomendasi komponen mesin pencacah sampah plastik Selesai Gambar 2. Diagram Alir Proses Analisis Teknis Adapun rincian dari diagram alur analisis teknik adalah sebagai berikut: 1) Analisis kualitas cacahan plastik untuk pembuatan plastik kembali adalah panjang cacahan plastik yang diharapkan supaya dapat lebih mudah diterima dipasaran. 2) Mengukur dimensi konstruksi dan bagian mesin pencacah plastik meliputi hopper, silinder pencacah, komponen transmisi dan rangka. 3) Melakukan analisis teknik meliputi: a) Perhitungan daya pencacahan teoritis Putaran puli, berat silinder pencacah, jari-jari silinder pencacah
42 Daya penggerak mesin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 1,momen puntir menggunakan Persamaan 2, gaya tangensial dengan menggunakan Persamaan 3. b) Perhitungan Poros Kecepatan puli silinder pencacah, putaran motor penggerak, panjang poros, dan diameter poros. Diameter poros dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 18, momen torsi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 19, dan putaran kritis dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 20. c) Perhitungan Bantalan Putaran poros Nilai beban radial mesin menggunakan Persamaan 27, kecepatan bantalan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 29, umur bantalan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 30. d) Perhitungan Sabuk Dan Puli (Unit Transmisi) Kecepatan putar motor penggerak, diameter motor penggerak, diameter puli, jarak antar poros. Panjang sabuk dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 8, kecepatan linier dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 12, dan jumlah sabuk dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 14. e) Perhitungan Rangka Beban yang di topang rangka dan kolom rangka.
43 Lendutan yang diizinkan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 33. Beban kritis yang diizinkan dapat dihitung menggunakan Persamaan 35. f) Perhitungan Kekuatan Las Tebal dan panjang bidang las. Kekuatan las dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 36. g) Kapasitas Pencacahan Teoritis Kecepatan putaran poros, diameter silinder, dan diameter poros. Kapasitas teoritis dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 37.Panjang potongan teoritis dapat dihitung menggunakan Persamaan 38. h) Membandingkan hasil analisis dengan spesifikasi pada mesin. 3.4.2 Uji Kinerja Adapun tahapan uji kinerja pada penelitian ini secara sistematik dapat dilihat pada Gambar 12. Adapun rincian dari diagram alir uji kinerja (Gambar 12) adalah sebagai berikut: 1) Kapasitas Aktual Pencacahan Berat sampah plastik yang keluar dari hasil pencacahan. Kapasitas pencacahan aktual dapat dihitung menggunakan Persamaan 40. 2) Efisiensi Pencacahan Kapasitas pencacahan aktual dan kapasitas pencacah teoritis. Efisiensi mesin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 41.
44 Mulai Persiapan mesin pencacah plastik dan pengecekan alat yang digunakan pada saat pengukuran Penimbangan massa sampah plastik Pengukuran: 1. Kecepatan putar tanpa beban (sebelum pencacahan) 2. Tingkat kebisingan mesin tanpa beban (sebelum pencacahan) 3. Tingkat getaran mesin tanpa beban (sebelum pencacahan) 4. Daya mesin tanpa beban (sebelum pencacahan) 1. Mengukur berat sampel sampah plastik sebelum dan sesudah pencacahan 2. Mengukur kecepatan sampah plastik sebelum dan sesudah pencacahan 3. Mengukur tingkat kebisingan pada saat ada beban 4. Mengukur tingkat getaran mesin pada saat ada beban 5. Mengukur daya mesin pada saat ada beban 6. Melakukan pengulangan sebanyak tiga kali Pengolahan data: 1. Kapasitas aktual 4. Energi spesifik 2. Kebutuhan daya 5. Efisiensi mesin 3. Rendemen Analisis panjang hasil pencacahan Selesai Gambar 3. Diagram Alir Proses Uji Kinerja 3) Energi Spesifik Pencacahan Kebutuhan daya aktual dan kapasitas aktual. Energi spesifik pencacahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 44. 4) Rendemen Pencacahan Massa sampah plastik yang masuk dan massa sampah plastik yang tercacah.
45 Rendemen pencacahan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 45. Adapun skema pengujian mesin pencacah plastik yang akan dilakukan pada saat penelitian disajikan oleh Gambar 13. Gambar 4. Skematik Pengujian Mesin Pencacah Sampah Plastik Pengujian mesin pencacah sampah plastik ini dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan dengan masing-masing pengulangan menggunakan bahan sampah plastik sebanyak 10 kg. Pengujian dilakukan saat tidak ada beban dan saat ada beban. Parameter yang diuji menggunakan alat yaitu kebisingan, getaran, kecepatan dan daya mesin. Pengukuran kebisingan dilakukan dengan menggunakan soundlevel meter. Alat soundlevel meter disimpan 1 meter didepan mesin dikarenakan operator yang menggunakan mesin paling dekat berada pada 1 meter ke mesin. Nilai kebisingan yang didapatkan dari alat soundlevel meter diambil 10 data dalam satu kali pengulangan. Pengujian getaran mesin dilakukan dengan menggunakan vibration meter yang disimpan pada getaran paling tinggi yaitu pada rangka mesin. Nilai getaran mesin yang didapatkan dari alat vibration meter diambil 10 data dalam satu kali pengulangan. Sedangkan untuk pengukuran kecepatan menggunakan tachometer dilakukan pada puli mesin dan juga pada pronybrake saat dilakukan pengukuran
46 daya. Kecepatan motor penggerak diatur sesuai dengan kecepatan yang biasa digunakan oleh operator. Pengujian daya mesin dilakukan dengan menggunakan alat pronybrake. Sebelum dilakukan pengujian diperlukan pembuatan hopel yang berfungsi untuk menyambungkan puli motor penggerak dengan pronybrake. Setelah dilakukan pemasangan hopel untuk menyambungkan motor penggerak dengan pronybrake maka kabel pada pronybrake disambungkan pada power supply yang telah dinyalakan. Power supply berfungsi sebagai penyuplai tegangan listrik langsung pada komponen-komponen yang berada pada komputer. Selanjutnya kabel pada pronybrake disambungkan pada arduino yang sudah diprogram pada laptop. Saat mesin dinyalakan pada waktu rem diputar sampai mesin hampir pada kondisi mati maka akan muncul nilai massa pada aplikasi arduino. Sehingga dari nilai massa tersebut akan didapat nilai torsi yang selanjutnya akan mendapatkan nilai daya mesin pencacah sampah plastik. 3.5 Pengamatan Ergonomi Pengukuran dalam pengujian ergonomi dilakukan dengan mengamati atau menghitung nilai dari kebisingan dan getaran yang dihasilkan dari mesin pencacah plastik. 3.5.1 Tingkat Kebisingan Pengukuran tingkat kebisingan dilakukan pada dua kondisi pengamatan, yaitu saat mesin pencacah dinyalakan dan pada saat memasukkan sampah plastik pada hopper. Perhitungan lama waktu kerja perhari akibat pengaruh kebisingan menggunakan Persamaan 47. 3.5.2 Tingkat Getaran Pengukuran getaran yang dihasilkan mesin dilakukan pada rangka dan dinding ruang pencacahan, hasil rata-rata dari kedua tempat pengukuran kemudian dibandingkan dengan standar, dimana yang di pakai adalah ISO 10816-1 pada Tabel 7 yaitu pedoman untuk besarnya getaran mesin-mesin dengan daya kecil, terutama untuk motor listrik kurang dari 15 kw.