Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Metode Penelitian

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Modifikasi sistem transmisi dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Departemen Teknik Pertanian IPB, Darmaga, Bogor, Jawa Barat. Pengujian lapang kincir aerator pedal lengkung dan pengujian diameter semburan ini dilakukan di Balai Budidaya Air Tawar BBAT, Sukabumi, Jawa barat. Waktu penelitian adalah dari bulan Agustus sampai bulan Desember 2006. Pelaksanaan penelitian ini terbagi menjadi tiga tahapan, yaitu persiapan, pelaksanaan penelitian di lapang dan penulisan laporan.

B. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini yaitu satu buah kincir hasil penelitian sebelumnya Prasetia, 2005. Gambar 12. Aerator Prasetia, 2005 Spesifikasi kincir adalah sebagai berikut : 1. Berat total kincir dan rangka 48 kg. 2. Diameter lubang pedal 16 mm. 3. Jumlah pedal 8 buah. 4. Diameter kincir 60. 5. Rangka pengujian berukuran 400 mm x 400 mm x 710 mm. 6. Sumber tenaga motor listrik 1 HP dengan putaran stasioner 1440 rpm. 19 Bahan modifikasi terdiri dari: a. Bearing sebagai bantalan poros. b. Besi poros ukuran 1 inchi. c. Baud dan mur untuk merangkai dan mengunci satu bagian dengan bagian lainnya. d. Roda gigi dan rantai untuk mentransmisikan atau menyalurkan tenaga sekaligus mereduksi kecepatan putaran dari motor listrik. e. Spi sebagai pengunci kincir dan roda gigi ke poros. Gambar 13. Digital Clamp meter Krisbow RE266 Alat instrumentasi yang digunakan pada saat pengujian, adalah : a. Digital Clamp meter Krisbow RE266 Clamp meter digunakan untuk mengukur tegangan dan arus listrik yang dikonsumsi baik dalam kondisi tanpa beban maupun dengan beban. Gambar 14. Digital Tachometer Yokogawa TM-300 20 b. Digital Tach putaran motor baik tanpa beban c. ot A400 bil gambar semburan air yang Gamb 0A d. Dissolved O untuk mengukur kadar oksigen di

C. Metode Penelitian

C.1. Memodifikasi sistem transmisi akan adalah rantai dan roda gigi. Sistem ini dipili ometer Yokogawa TM-300 Tachometer digunakan untuk mengukur maupun setelah diberikan beban. Digital Camera Canon Power Sh Digital Camera digunakan untuk mengam dihasilkan oleh aerator serta untuk memperlihatkan semburan air yang dihasilkan. ar 15. Dissolved Oxygen meter TOA DO-2 xygen meter TOA DO-20A DO dissolved oxygen meter digunakan dalam kolam. Sistem transmisi yang digun h untuk menggantikan sistem transmisi yang telah digunakan sebelumnya yaitu sabuk dan puli. Sistem transmisi rantai dan sproket dipilih karena tidak ada slip dibandingkan dengan sistem sabuk dan puli. Pada penelitian sebelumnya 21 Prasetia, 2005, sistem transmisi ini terdapat tiga kali reduksi kecepatan putar dari motor listrik yaitu 83 rpm, 96 rpm dan 124 rpm. Dikarenakan kecepatan putar tersebut kurang efektif dalam menyebarkan air ke ud nkan adalah 157 rpm 75 .286 = 9.16 h: B. diinginkan adalah 138 rpm R 75 x 1.5 = 10.69 ah: ara maka dilakukan modifikasi yaitu dengan mengubah jumlah gigi sproket pada pereduksian kedua yang sebelumnya berukuran 48 menjadi 38. Sehingga dihasilkan penurunan kecepatan putar dari motor 1440 rpm roda gigi ukuran 16 menjadi 480 rpm roda gigi ukuran 48, selanjutnya dari 480 rpm roda gigi ukuran 16 menjadi 220 rpm roda gigi ukuran 38, dan dari 220 rpm roda gigi ukuran 14 menjadi 117 rpm roda gigi ukuran 24 atau 138 rpm roda gigi ukuran 21 atau 157 rpm roda gigi ukuran 18 dengan penggantian sproket pada poros akhir. Dengan perhitungan sebagai berikut : A. Kecepatan putar maksimal yang diingi Rasio yang digunakan adalah 1440 : 157 = 9.17 Transmisi 1 48 : 16 = 3 Transmisi 2 38 : 16 = 2.3 Transmisi 3 18 : 14 = 1.286 Rasio total dihasilkan = 3 x 2.375 x 1 Perhitungan nilai kecepatan putar maksimal adala 1440 rpm : 9.16 = 157.2 rpm Kecepatan putar sedang yang asio yang digunakan adalah 1440 : 138 = 10.43 Transmisi 1 48 : 16 = 3 Transmisi 2 38 : 16 = 2.3 Transmisi 3 21 : 14 = 1.5 Rasio total dihasilkan = 3 x 2.375 Perhitungan nilai kecepatan putar maksimal adal 1440 rpm : 10.69 = 134.7 rpm 22 C. diinginkan adalah 117 rpm R 75 .714 = 12.21 : odifik nsmisi mbahan oksigen ke dalam air lam mengagitasi permukaan air, dimana bulkan maka akan semakin besar proses lalui proses difusi. penelitian ini adalah perbedaan putaran kincir, yaitu 120 Masing-masing perlakuan terdiri dari tiga kali aran kincir ini berlaku untuk pengukuran buran dan besarnya daya yang dihasilkan. Kecepatan putar minimal yang asio yang digunakan adalah 1440 : 117 = 12.31 Transmisi 1 48 : 16 = 3 Transmisi 2 38 : 16 = 2.3 Transmisi 3 24 : 14 = 1.714 Rasio total dihasilkan = 3 x 2.375 x 1 Perhitungan nilai kecepatan putar maksimal adalah 1440 rpm : 12.21 = 117.9 rpm Gambar 16. M asi sistem tra Menurut Wheaton 1977 Proses pena tergantung juga pada kekuatan aerator da semakin kuat agitasi yang ditim pemindahan oksigen terjadi me C.2. Perlakuan dalam penelitian perbedaan putaran kincir Perlakuan dalam rpm, 140 rpm dan 160 rpm. ulangan. Perlakuan dengan perbedaan put oksigen terlarut, diameter sem 23 C.3. Pengukuran oksigen terlarut Pengukuran Ok yaitu penelitian penda pada lampiran 10. Gambar 17. Pengukuran kadar oksigen dengan tiga titik kedalaman sigen terlarut dibagi menjadi 2 tahap, huluan dan penelitian utama. Kedalaman air kolam 120 cm. Pengukuran kadar oksigen terlarut dilakukan dengan tiga titik kedalaman yaitu permukaan 0 cm, tengah 40 cm dan dasar 80 cm. Satu titik pengukuran merupakan rata-rata dari tiga kali ulangan. Skema pengukuran disajikan Permukaan Tengah Dasar Titik 1 40 cm 80 cm Titik 2 120cm 4 3 Titik 3 2 1 agian kolam Gambar 18. Pemb menjadi empat bagian 24 C.3.1. Penelitian pendahuluan Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mengetahui kondisi awal kolam sehingga didapatkan gambaran umum tentang kondisi oksigen terlarut sepanjang hari 24 jam, dan didapatkan waktu yang tepat untuk pengoperasian kincir. Untuk kepentingan pengukuran tersebut, kolam dibagi menjadi empat titik pengukuran dan setiap titik diukur setiap satu jam sekali selama 24 jam tanpa pengoperasian kincir. Pengamatan ini dilakukan selama tiga hari. Pada kolam berdimensi 20 m x 15 m dengan kedalaman air 1.2 m. C.3.2. Penelitian utama Pada penelitian utama data hasil penelitian pendahuluan didapatkan waktu pengoperasian kincir. Kolam dibagi menjadi 12 titik pengukuran Gambar 19 dan setiap titik d edalaman tersebut ditentukan berdasarkan kedalaman kolam tersebut, yaitu permukaan kolam Gambar 19. Titik-titik pengukuran kadar oksigen pada kolam ibagi lagi menjadi tiga titik kedalaman. Tiga titik k , tengah kolam dan dasar kolam. Penempatan aerator pada saat pengukuran yaitu pada posisi di sisi terpanjang kolam dan menghadap ke arah sisi terpanjang kolam. 20 m 15 m 7 1 6 5 4 3 2 12 9 11 10 8 25 Selain untuk mengukur kadar oksigen dalam kolam, adapun pengukuran yang dilakukan adalah distribusi nilai oksigen terlarut di dalam kolam, diameter semburan air, coverage area dan coverage volume. Distribusi nilai oksigen terlaru di dalam kolam dilihat untuk menentukan apakah kolam sudah teraerasi dengan baik atau tidak. Tujuan dari pengamatan ini adalah menentukan tingkat penyebarandistribusi oksigen yang dihasilkan kincir. Hasil dari pengamatan ini berupa kontur. Dengan menggunakan hasil pengukuran kadar oksigen pada pengamatan utama dengan pengoperasian aerator diolah menggunakan komputer dengan program surfer. Pengukuran diameter semburan, lebar semburan, persentase sebaran air, coverage area dan coverage volume dilakukan dengan mengambil gambar pada saat kincir b igital terseb t eroperasi dengan menggunakan kamera digital. Gambar d ut kemudian diolah menggunakan komputer dengan program Microsoft Excel dan AutoCAD. Diameter semburan adalah besarnya lingkaran semburan yang dapat dihasilkan kincir. Pengolahan gambar dengan program Microsoft Excel dilakukan untuk mendapatkan diameter semburan air yaitu dengan membuat lingkaran pada gambar dengan pusat lingkaran poros kincir. Setelah diketahui ukurannya kemudian dibandingkan dengan benda pembanding yang telah diketahui ukuran pada gambar dan ukuran sebenarnya persamaan 3. D ny = g P Keterangan : D ny P ........................................................................... 3 panjang benda acuan pada gambar digital cm g x D ny = diameter semburan air sesungguhnya cm D g = diameter semburan air pada gambar digital cm P ny = panjang benda acuan sesungguhnya cm P g = Lebar semburan didapatkan dengan mengambil gambar semburan dari samping alat. Untuk mendapatkan lebar semburan air dibuat bujur sangkar dengan lebar sesuai lebar semburan air pada gambar, kemudian dibandingkan dengan benda pembanding yang telah diketahui ukuran sebenarnya persamaan 4. 26 L ny = Gambar 20. Metode pengukuran lebar semburan. g ny g P P x L ................................................................................ 4 Keterangan : ny = g = lebar semburan air pada gambar digital cm ny = panjang benda acuan sesungguhnya cm g = panjang benda acuan pada gambar digital cm Penentuan persentase sebaran air di udara berdasarkan banyak sedikitnya jumlah butiran air yang berada di atas permukaan air yang terdapat pada gambar digital. Persentase sebaran air dihitung berdasarkan perbandingan coverage area terhadap luas lingkaran yang berada di atas air pada diameter semburan tersebut. Coverage area atau luas penutupan merupakan luas daerah di atas er tersebut. Penentuan besarnya cove al menggunakan program AutoCAD. Luas daerah penutupan air di udara dibatasi u massprop”. Hasil luasan yang ditamp pembanding yang telah dike i Coverage volume ea dengan lebar semburan air. Pengukuran ini digunakan untuk menentukan volume kontak L lebar semburan air sesungguhnya cm L P P permukaan air yang tertutupi oleh butiran-butiran air pada diamet rage area dilakukan dengan mengolah gambar digit dengan polyline, kem dian diberikan perintah command “ ilkan tersebut dibandingkan dengan luas benda tahu luas pada gambar dan ukuran sebenarnya. merupakan hasil perkalian antara coverage ar udara dengan air. Hal ini berkaitan erat dengan besarnya kelarutan oksigen kedalam air. 27 Batasan butiran air terjauh Gambar 21. Metode pengukuran coverage area dan persentase sebaran CA = ny g ny g LP x CA ................................................................... 5 LP Keterangan : CA CA 2 LP 2 LP g = luas benda pembanding pada gambar digita C.4. Pengukuran daya listrik Pengukuran daya dilakukan dengan menggunakan clamp meter. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui konsumsi daya listrik rata-rata selama operasi aerator. Salah satu kabel pada motor listrik dimasukkan kedalam alat, sehingga diperoleh besarnya kuat arus yang masuk ke motor penggerak. Untuk m tester ke dalam a tegangan, arus, dan efisiensi Untuk pengukuran daya pada motor satu fase P = ....... 6 Keterangan : P d V te I = arus pada saat operasi ampere a 0.8 ny = coverage area sesungguhnya cm 2 g = coverage area pada gambar digital inchi ny = luas benda pembanding sesungguhnya cm l inchi 2 engukur besarnya tegangan dilakukan dengan memasukkan kedua jarum lubang stop kontak listrik. Daya adalah hasil perkalian antar digunakan persamaan 6 Boyd 1991. V × I × ....................................................................... = aya yang masuk ke motor penggerak watt = gangan pada saat operasi volt = faktor day 28

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.