10
III. METODOLOGI
3.1. Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada bulan Maret hingga bulan September 2011 bertempat di Bengkel Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Leuwikopo dan lahan percobaan Departemen
Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kondisi lintasan pada penelitian yaitu beton dan tanah seperti terlihat pada Gambar 2 berikut.
Gambar 2. Lintasan beton kiri dan tanah kanan
3.2. Bahan dan Alat
3.2.1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung yang diperoleh dari Cilacap dan Laboratorium Teknik Mesin Budidaya
Pertanian. Biji nyamplung dipress untuk diambil minyaknya, dilanjutkan dengan proses degumming. Degumming adalah proses mencampur nyamplung dengan larutan asam fosfat
kemudian dimasak dengan suhu 75 C selama 10 menit. Setelah proses pemasakan selesai
minyak nyamplung dibiarkan selama 1 hari penuh dengan pengadukan dan kontrol untuk memisahkan kandungan air, getah gum serta minyak nyamplung yang berkualitas.
3.2.2. Alat
Alat yang akan dipergunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: a Traktor tangan Yanmar bromo DX traktor uji
b Traktor Yanmar YM 330 T traktor beban c Drawbar dynamometer load cell, Kyowa type LT-5TSA71C
d Handystrain meter UCAM-1A dan kabel handystrain meter e Tachometer dan Stopwatch
f Pita ukur dan patok
g PenetrometerKiya Seishakow SR-2 h Peralatan bengkel tang, obeng, kunci pas, kunci ring, palu, jangka sorong atau
mikrometer sekrup dan sebagainya.
11
3.3. Metode Penelitian
Berikut ini merupakan skema rancangan penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema rancangan penelitian Rancang bangun
instrumentasi pengukuran kecepatan dan slip
Kalibrasi roda bantu fifth wheel
Pengujian kinerja tarik traktor
Pembacaan aktual roda bantu dan 2 roda traktor
uji menggunakan sensor
Mulai
Uji fungsional instrumentasi pengukuran kecepatan, slip roda
dan kecepatan maju traktor
Selesai
Perhitungan dan analisis data: slip, drawbar power dan efisiensi lapang
Pengukuran kondisi lahan Persiapan bahan dan alat untuk
pengujian kinerja tarik traktor
Pengujian kinerja pengolahan tanah
12
3.3.1. Rancang bangun instrumentasi pengukuran kecepatan dan slip Power supply merupakan alat penstabil tegangan yang dirangkai atas beberapa
komponen elektronik yang berfungsi menstabilkan tegangan yang masuk kedalam rangkaian pembaca sensor magnet dan micro controller. Power supply atau penstabil tegangan hanya
merupakan rangkaian yang digunakan untuk meneruskan tegangan sebesar 5 volt dan 9 volt untuk mikrokontroler. Selain power supply dan micro controller instrument yang digunakan
adalah aki dan multitester. Rangkaian power supply dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Instrumen pengukur slip dan kecepatan Dari rangkaian pada Gambar 4 diatas dapat diketahui jumlah putaran roda bantu dan
roda traktor uji secara aktual dengan membaca putaran roda oleh sensor kemudian jumlah yang terbaca dikirimkan hasilnya ke komputer, sehingga akan terekam data yang akurat.
3.3.2. Uji fungsional instrumentasi pengukuran kecepatan maju traktor dan slip roda Traktor uji Yanmar dioperasikan pada transmisi Low 2 dengan kecepatan putaran motor
2000 rpm. Sedangkan traktor beban dioperasikan pada transmisi Low1 pada kecepatan putaran motor 900 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, 1700 rpm dan 1900 rpm.
Pengecekan sensor dan instrumen akuisisi data hasil pengukuran drawbar dilakukan dengan mengalibrasi load cell dengan cara memberikan beberapa tingkatan beban pada load
cell. Beban akan diteruskan ke alat pembaca handy strain meter melalui kabel sensor sebagai masukan. Langkah awal pada kalibrasi ini adalah memasang drawbar dynamometer
pada sebuah katrol. Dalam hal ini katrol adalah sebagai alat bantu menggantungkan drawbar dynamometer dan beban. Lalu dilanjutkan dengan menghubungkan kabel sensor pada
dynamometer dan handystrain meter. Kalibrasi dilakukan dengan cara menggantungkan load cell kemudian diberikan EHEHUDSDWLQJNDWDQEHEDQGDWD\DQJWHUXNXUİROHKhandy strain
akan tercatat langsung real time menggunakan laptop. Selanjutnya dilakukan analisis UHJUHVL WHUKDGDS KXEXQJDQ DQWDUD UHJDQJDQ İ GHQJDQ EHUDW NJI Pengecekan instrumen
ukur harus selalu dilakukan sebelum pengujian di lintasan uji. Apabila instrumen ukur sudah dipasang, kemudian load cell diberi beban tarikan. Angka keluaran pada handy strain meter
berubah berarti setelan alat sudah benar dan siap untuk digunakan. Sesaat pengukuran akan dimulai, handy strain meter harus selalu di setting ulang display handy strain meter
PHQXQMXNNDQİ
13
Gambar 5. Traktor Yanmar Bromo DX Tabel 5. Spesifikasi traktor uji
Spesifikasi Yanmar
Traktor Uji Model Engine
Bromo DX Dimensi Roda
Karet Roda Besi
Panjang 2716 mm
Lebar 840 1072 mm
Tinggi 1065 1195 mm
Berat Bersih 251 274 kg
Motor Penggerak
Model TF 85 MLY ± di
Jenis Motor Diesel Horisontal 4
Langkah Daya Maksimum
8.52200 hprpm Volume Silinder
493 cc Sistem Pendingin
Air dengan radiator Bahan Bakar
Solar Kapasitas Tangki
BB 10.5 liter
Kapasitas Tangki Oli
2.2 liter Berat Kosong
89 kg Transmisi
Roda Gigi Penuh Full Gear Maju 4: Mundur 2
Kopling Kopling Utama
Cakram Majemuk Kering Kopling Samping
Gigi Cakar Dog Clutch Roda Karet
Diameter 58 cm
Perlengkapan Standar Roda Besi ø 900
Sumber: Yanmar Indonesia, 2011
14
Gambar 6. Traktor Yanmar YM330T Tabel 6. Spesifikasi traktor beban
Spesifikasi Yanmar
Traktor Beban Model Engine
YM 330T Tahun Pembuatan
1978-1991 Jenis Mesin
Diesel Sistem Kerja
4 langkah Jumlah Silinder
3 Silinder Mesin
91.3 mm Kecepatan motor max
3200 rpm Gigi Transmisi
8 gigi maju 2 gigi mundur Ukuran Ban Karet
Depan : 5.5-6 Belakang : 12.411-28
Bahan Bakar Solar
Power 33 hp
Berat Kendaraan 2557 kg
Sumber: Yanmar Indonesia, 2011 3.3.3.
Persiapan Bahan dan Alat untuk Pengujian Kinerja Tarik Traktor Sebelum dilakukan pengujian kinerja traktor tangan Yanmar, terlebih dahulu
dipersiapkan bahan dan alat untuk melakukan pengujian. Lakukan pengecekan kondisi traktor baik traktor uji maupun traktor beban. Hal ini bertujuan agar saat pengujian tidak
timbul kesalahan baik teknis maupun non teknis. Kondisi traktor tangan yang diperiksa yaitu: ketersediaan bahan bakar, oli, air radiator serta pengecekan sistem transmisi. Untuk traktor
beban diperiksa ketersediaan bahan bakar, oli, air radiator, indikator rpm engine, dll. Sebelum pengujian kinerja traktor dalam mengolah tanah dilaksanakan, dilakukan
pengukuran kondisi lahan pada tempat pengujian, yaitu: tahanan penetrasi tanah agar kekerasan tanah dapat diketahui dengan baik.
Pada tahap ini dilakukan pengukuran kinerja traktor tangan yang meliputi tenaga tarik drawbar power, efisiensi lapang dan konsumsi bahan bakar. Pengukuran kinerja ini
dilakukan pada traktor tangan uji dengan bahan bakar solar dan juga minyak nyamplung
15
murni. Dalam hal ini, pengujian kinerja traktor dengan bahan bakar solar adalah sebagai pembanding utama kontrol. Untuk masing-masing pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali
pengulangan. 3.3.4.
Pengukuran Kondisi Lahan Prosedur uji kondisi lahan yang baik menjadi syarat mutlak. Terdapat dua kondisi
landasan dalam pengujian kinerja tarik traktor, yaitu beton dan tanah. Hal ini berguna agar hasil yang didapatkan akurat.
Lintasan uji baik beton maupun tanah sebelum pengujian terlebih dahulu dibersihkan dari ranting, dedaunan maupun sampah yang dapat menghambat laju traktor uji dan traktor
beban. Pada lintasan tanah dirapikan dengan mengkondisikan agar kekerasan tanah optimum. 3.3.5.
Pengujian Kinerja Tarik Traktor Pengujian kinerja tarik traktor dilakukan dalam dua tahap. Pertama, pengujian dilakukan
pada saat traktor uji menggunakan bahan bakar solar. Kedua, pengujian dilakukan pada saat traktor uji menggunakan bahan bakar minyak nyamplung yang telah dipanaskan. Dari kedua
hasil pengujian tersebut akan didapatkan perbandingan kinerja tarik traktor antara penggunaan bahan bakar solar dengan penggunaan bahan bakar minyak nyamplung.
Parameter keluaran hasil adalah tenaga tarik drawbar power dan slip slippage. a.
Mengukur jarak tempuh 5 kali putaran roda tanpa beban sebanyak 3 kali ulangan. Roda diberi tanda, kemudian dihitung setiap kali tanda pada roda menyentuh permukaan
landasan sebagai satu putaran. Setelah 5 kali putaran ukur dengan pita ukur S
o
, berdasarkan Gambar 7 dibawah ini.
Gambar 7. Pengukuran jarak tempuh 5 putaran roda b.
Menggandengkan traktor roda empat Yanmar YM 330T untuk mengukur jarak tempuh 5 kali putaran roda. Slip traktor yang diuji dapat dihitung dengan persamaan 4. Berikut
ini Gambar 8 traktor uji menarik traktor beban.
Gambar 8. Traktor uji menarik traktor beban
16
Metode pengukuran kekuatan tarik drawbar pull diawali dengan menggandengkan traktor uji dengan traktor roda empat traktor beban. Drawbar pull yang terjadi pada traktor
diukur dengan menggunakan load cell yang dipasangkan pada kawat penarik yang menghubungkan antara traktor uji dengan traktor beban. Titik tarik bagian depan traktor
beban dibuat sama tinggi dengan titik gandeng drawbar traktor uji sehingga arah tarikan menjadi horizontal. Setelah kawat terhubung, kemudian traktor uji dioperasikan untuk
menarik traktor beban. Dari hasil pengukuran beban tarik pada landasan beton dengan transmisi traktor uji Low 2, putaran mesin 2000 rpm diperoleh hubungan drawbar pull
dengan slip roda, drawbar power dengan slip roda dan kecepatan dengan slip roda baik menggunakan bahan bakar solar maupun dengan menggunakan bahan bakar minyak
nyamplung. Pengukuran drawbar pull untuk mengetahui besarnya gaya tarik horizontal yang
dihasilkan roda traksi dengan gandengan traktor Yanmar YM 330T. Dilakukan untuk beberapa kecepatan dengan menggunakan load cell yang dilengkapi handystrain meter.
Traktor dengan tenaga yang sama belum tentu memiliki gaya tarik maupun kecepatan maju yang sama. Pada waktu berjalan, kecepatan maju traktor diukur dengan cara mengukur waktu
dan jarak yang ditempuh oleh traktor pada 5 putaran roda. Drawbar power kemudian diukur dengan menggunakan persamaan 2. Berikut merupakan skema pengukuran:
Gambar 9. Skema pengukuran drawbar power 3.3.6.
Pengujian kinerja pengolahan tanah Metode yang digunakan untuk menghasilkan efisiensi lapang adalah sebagai berikut:
a. Mengukur kapasitas lapang teoritis K
LT
menggunakan bajak singkal tunggal, dihitung dengan persamaan 5 dan ditunjukkan oleh Gambar 10 berikut:
Gambar 10. Pengukuran efisiensi lapang pembajakan tanah Traktor Beban
Traktor Uji
Load Cell
17
b. Untuk menghitung kapasitas lapang pengolahan efektif K
LE
diperlukan data waktu kerja keseluruhan dari mulai bekerja hingga selesai W
K
dan luas tanah hasil pengolahan keseluruhan L. Persamaan yang digunakan adalah persamaan 6.
c. Persamaan yang dipakai untuk menghitung efisiensi lapang Eff adalah persamaan
7. 3.3.7.
Perhitungan dan Analisis Data Data yang diperoleh dari pengukuran-pengukuran yang telah dilakukan dianalisis dengan
menggunakan persamaan-persamaan. Hasil yang didapatkan berupa data slip, drawbar power dan efisiensi lapang.
18
IV. PERANCANGANDAN PEMBUATAN INSTRUMENTASI PENGUKURAN SLIP RODA DAN KECEPATAN
Kategori