25
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pembuatan Prototipe
1. Rangka Utama
Bagian terpenting dari alat ini salah satunya adalah rangka utama. Rangka ini merupakan bagian yang menopang poros roda tugal, hopper benih dan furadan, dudukan
kotak komponen elektronika dan sebagai tempat menyambungnya stang kendali. Rangka utama terbuat dari material utama besi dengan berbagai macam bentuk besi seperti besi
pipa, besi plat, dan besi hollow yang dilas dan dibentuk sesuai desain.
a b
Gambar 19. a rangka utama b roda bantu
2. Roda Tugal
Roda tugal adalah komponen yang berfungsi untuk melubangi tanah. Roda tugal ini terbagi menjadi dua bagian yaitu velk roda dan mata tugal. Velk rodal tugal merupakan velk
motor 18 inchi yang digunakan pada sepeda motor dan dimodifikasi pada bagian jari-jari dan bagian lubang porosnya, serta dilapisi bagian luar dengan plat besi sebagai dudukan mata
tugal. Roda tugal dirancang untuk mendapatkan hasil penugalan dengan jarak antar lubang tanam 20 cm dan lebar antar barisan 80 cm.
Mata tugal dirancang berbentuk prisma segitiga dengan bahan plat besi dengan ketebalan 3 mm. Dimensi mata tugal lebar 6 cm, tinggi 5 cm, dan panjangnya 6 cm dengan
penambahan baut pada bagian bawah mata tugal untuk menempelkan pada velk.
26
Gambar 20. Roda tugal
3. Hopper Benih dan Furadan
Hoper benih dibuat dari bahan akrilik atau mika transparan dengan tebal 3 cm dan
kemiringan bagian celah lempengan penjatah 45
o
. Akrilik dipotong sesuai desain yang telah dibuat dengan pisau khusus plastik kemudian potongan-potongan disatukan sesuai bentuk
dengan lem super. Bahan dasar hopper yang menggunakan akrilik transparan dimaksudkan untuk mempermudah pemantauan ketika benih akan habis saat di lahan. Selain itu juga
menghindari terjadinya korosi yang biasa terjadi pada besi plat yang ditakutkan dapat tercampur pada benih dan mengganggu proses perkecambahan benih. Volume hopper benih
sekitar 2467.1 cm
3
atau 1666.9 g, sehingga dapat menampung sebesar ±1.65 kg benih.
Gambar 21. Hopper benih Hopper furadan dibuat dengan bahan yang sama dengan hopper benih yaitu akrilik
transparan. Desain hopper furadan memilik perbedaan di bagian posisi penjatahan furadannya. Posisi penjatahan furadan adalah horizontal sejajar dengan alas hopper.
Mata tugal
Velk
27
Gambar 22. Hopper furadan
Gambar 23. Posisi peletakan hoper benih dan furadan
4. Penjatah Benih dan Furadan
Penjatah benih dan pupuk dibuat dari bahan yang tidak mudah berkarat dan mudah dalam pembuatannya. Penjatah ini dibuat dari bahan plastik polietilennylon dengan
diameter penjatah benih 12 cm dan penjatah furadan 8 cm Gambar 28. Pada penjatah benih terdapat 8 buah lubang celah berdiameter 8 mm yang dimaksudkan agar mudah
mensinkronisasikan tugal dengan penjatahan benih, sehingga ketika tugal melubangi saat itu juga metering device akan menjatah benih. Serta 4 buah lubang celah pada penjatah
furadan berdiameter 8 mm, karena lempengan penjatah furadan lebih kecil diameternya dibanding benih maka jumlah lubang penjatah lebih sedikit dan kecepatan putar dari motor
DC juga lebih dipercepat. Kedua penjatah ini digerakkan oleh motor DC yang diberi tegangan masing-masing 12 V dengan kecepatan 15 RPM.
Hopper furadan
Hopper benih
28
a b Gambar 24. a penjatah benih b penjatah furadan
5. Tabung Penyalur dan Open Gate
Tabung penyaluran benih dibuat dari selang pipa berdiameter 1 inchi dan tabung penyaluran furadan dari bahan selang pipa berdiameter 0.5 inchi. Tabung penyaluran yang
digunakan selang pipa yang berbahan karet agar pipa mudah dan fleksibel ketika dibengkokkan, selain itu selang pipa juga mudah dibongkar pasang.
Open gate digunakan untuk mengatur jatuhnya benih dan furadan tepat pada lubang
tanam. Open gate dibuat dari bahan akrilik transparan yang di tempelkan switch dan sebagai dudukan motor DC penggerak katup. Bahan akrilik dipakai karena bahan ini
memiliki koefisien gesek yang cukup kecil agar pergerakan katup tidak tersendat dan berjalan lancar. Open gate terdiri dari dua bagian yaitu dudukan switch dan motor DC serta
katup penjatahan. Posisi open gate diletakkan di bagian bawah tabung penyaluran yang dihubungkan dengan baut dan mur.
Gambar 25. Gambar tabung penyalur dan open gate
Tabung penyaluran
Open gate
29
Gambar 26. Skema pergerakan open gate
6. Pembuka Alur Pupuk
Pembuka alur pupuk terbuat dari besi plat yang ditempa hingga berbentuk cekung seperti piring dengan poros dan dudukannya terbuat dari besi pipa. Pembuka alur pupuk ini
berfungsi membelah tanah sebagai tempat diletakkannya pupuk secara manual. Komponen ini terletak di bagian bawah belakang hopper furadan yang terhubung oleh roda belakang.
Gambar 27. Piringan blade pembuka alur pupuk
7. Komponen Elektronika
Untuk mendapatkan hasil yang presisi digunakan komponen elektronika yang bekerja saling terintegrasi.
a. Mikrokontroler
Komponen utama adalah mikrokontroler yang berfungsi mengontrol seluruh sistem kecuali gaya dorong maju alat, penutup lubang tanam, dan pembuka alur pupuk.
Mikrokontroler yang digunakan adalah tipe DT-51 ATMega 8535 yang akan mengontrol sistem open gate pada tabung penyaluran benih dan furadan, putaran motor
penjatah benih dan furadan, dan menerima input dari sensor magnet. ATMega 8535 diberikan catu daya 5 V sebagai input, kemudian ATMega 8535 mendapat input berupa
tegangan yang berasal dari sensor magnet yang selanjutnya diproses pada IC yang telah diprogram untuk menjalankan motor driver sesuai dengan sistem kerja pada metering
device
dan open gate. a
Posisi awal open gate
b Posisi open gate
ketika sensor magnet membaca
medan magnet c
Posisi open gate ketika switch
membalik arah putaran motor DC
30
Gambar 28. Gambar DT-51 ATMega 8535
b. EMS Dual H-bridge 2 A
Selanjutnya adalah komponen motor driver sebagai penghubung driver motor DC dan mikrokontroler, atau dengan kata lain agar perintah dari mikrokontroler dapat
diterjemahkan dengan baik oleh motor DC. Motor driver yang digunakan adalah tipe EMS Dual H-bridge 2A yang mampu mengontrol 2 motor sekaligus yang di rangkai
pararel maupun seri. EMS ini mengontrol putaran penjatah benih dan furadan, serta putaran pada sistem buka-tutup pada tabung penyaluran benih dan furadan sebelum
jatuh tepat pada lubang tanam. Sistem kerja dari EMS ini adalah dengan diberikan catu daya 5 V sebagai input pada driver. EMS ini akan bekerja ketika mendapatkan input
perintah yang berasal dari mikrokontroler ketika perintah diproses pada driver selanjutnya driver motor membagi-bagi input perintah yang diberikan mikrokontroler
dan driver akan menggerakkan motor DC pada metering device dan open gate berdasarkan program yang telah dibuat.
Gambar 29. Gambar EMS Dual H-bridge 2 A
c. Rangkaian pembagi tegangan
Rangkaian pembagi tegangan ini adalah rangkaian yang berfungsi membagi tegangan yang berasal dari aki kering 12 V. Rangkaian ini akan meneruskan tegangan
input 12 V dan akan membagi-bagikan tegangan yang melewati IC seri 78xx sehingga keluaran tegangannya menjadi 5 V, 9 V, atau 12 V berdasarkan keluaran seri IC yang
di lewati tegangan input.
31
Gambar 30. Rangkaian pembagi tegangan
d. Sensor Magnet
Sensor magnet berfungsi sebagai penanda penugalan yang terhubung oleh mikrocontroler untuk melakukan perintah pada motor DC pada open gate. sensor yang
digunakan adalah sensor magnet Allegro 3144E. Sensor magnet diletakkan di rangka dengan dudukannya yang sejajar dengan magnet yang ditempelkan sejajar pada velk
tiap-tiap mata tugal.
Gambar 31. Sensor magnet Allegro 3144E
Gambar 32. Posisi magnet magnet
32
e. Rangkaian penguat Op-Amp
Rangkaian penguat ini merupakan rangkaian yang bisa menguatkan tegangan pada masukan serta membalik hasil penguatan tersebut, jadi keluaran dari rangkaian ini akan
selalu memiliki polaritas yang berlawananan dengan sinyal masukannya. Rangkaian ini menggunakan komponen IC LM324 dan trimpot 10 k
Ω. Rangkaian ini digunakan sebagai penguat tegangan pada kaki output sensor magnet sebelum menuju
mikrokontroler sebagai indikasi pemrogramannya.
Gambar 33. Rangkaian penguat op-amp
f. Motor DC
Motor DC yang digunakan adalah motor DC yang memiliki kecepatan putar sebesar 15 RPM. motor DC berfungsi untuk memutar piringan penjatah benih dan furadan,
selain itu juga untuk memutar open gate pada tabung penyaluran benih dan furadan sebelum jatuh di lubang tanam.
Sistem kerja motor DC pada metering device yang telah dikontrol akan bergerak atau berputar selama 1 detik setiap sensor magnet membaca medan magnet pada mata
tugal, kemudian motor DC akan berhenti berputar atau posisi OFF dalam selang waktu 500 milisecond dan kembali berputar kondisi ON saat sensor magnet membaca
magnet pada tugal dan situasi ini akan terus berlangsung saat dan kondisi yang sama secara terus menerus.
Gambar 34. Gambar motor DC
33
8. Hasil Perancangan Alat
Hasil perancangan alat tanam jagung otomatis ini berdimensi 130 x 100 x 90 cm dengan panjang stang kendali 110 cm.
Gambar 35. Alat tanam benih jagung dan furadan otomatis
Gambar 36. Bagian - bagian alat Hopper
furadan Stang
kendali
Mata tugal Velk
roda Hopper
benih Rangka
dudukan hopper
Dudukan sensor
magnet Rangka
dudukan poros
34
Gambar 37. Rangkaian elektronika
B. Kinerja Alat Tanam Benih dan Furadan