34

BAB III

METODELOGI

III.1 Metode Penelitian

Alat tanam padi merupakan alat yang digunakan oleh petani untuk

menanam padi disawah dengan menggunakan metode transplanter atau

pemindahan bibit yaitu memindahkan bibit padi yang sudah disiapkan di bak

penampung padi kedalam sawah dengan gerakan tertentu. Gerakan yang

dihasilkan adalah gerakan dari arm planting yang naik untuk mengambil bibit padi

kemudian turun untuk menanamnya ke sawah. Gerakan tersebut berlangsung

secara kontinu sehingga bibit yang ditanam secara berbaris seiring gerakan arm

planting. Untuk itu diperlukan penelitian untuk mendapatkan perancangan yang

sesuai dengan yang diinginkan.

Metode penelitian yang digunakan dalam perancangan alat tanam padi

model tranplanter ini diantaranya :

Study pustaka.

Merupakan metode pengumpulan data dan informasi yang diperoleh

dengan membaca dan mempelajari buku, literatur dan hasil penelitian yang

berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas.

Study lapangan.

Observasi di lapangan untuk merencanakan dan mendesain dalam

perancangan alat tanam padi model transplanter dan mengumpulkan data.

Metode VDI 2221

Perkembangan teknologi dewasa ini berjalan dengan pesat terutama dalam

rekayasa dan rancang bangun. Proses mendesain produk adalah salah satu cabang

dari rekayasa dan rancang bangun yang banyak bermanfaat dalam menyelesaikan

35

berbagai kebutuhan akan produk yang memenuhi kriteria dan keinginan

konsumen. Mendesain sebuah produk berarti menjabarkan ide yang dimiliki untuk

menyelesaikan suatu masalah. Ide, bagaimanapun merupakan otak dari pekerjaan

mendesain. Setelah ide didapat, yang menjadi pertanyaan berikutnya adalah

metode apa yang akan dipakai dalam mewujudkan ide tersebut hingga

menghasilkan sebuah karya yang riil dan dapat dipertanggung-jawabkan secara

ilmiah. Hal inilah yang menjadi pemikiran para insinyur dari Jerman untuk

membuat metode perancangan produk yang dikenal dengan metode VDI 2221

yaitu pendekatan sistematik terhadap desain untuk system teknik dan produk

teknik yang dijabarkan oleh G. Pahl dan W . Beitz (VDI = Verein Deutscher

Ingeniure/Persatuan Insinyur Jerman). Adapun langkah kerja metode nya adalah

sebagai berikut :

1. Penjabaran tugas

2. Perancangan konsep

a. Menentukan fungsi dan strukturnya,

1. Struktur fungsi keseluruhan,

2. Sub fungsi.

b. Mencari prinsip solusi dan strukturnya,

1. Metode konvensional,

2. Metode intuitif,

3. Metode diskurtif,

4. Metode kombinasi.

36

c. Menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan (Pemilihan

kombinasi yang sesuai).

1. Pembuatan varian konsep,

2. Evaluasi.

3. Perancangan wujud

4. Perancangan detail

III.2 Metode Perancangan

Metode untuk perancangan alat menggunakan metode perancangan VDI

2221 yaitu metode perancangan yang telah lama digunakan oleh insyinyur yang

ada di negara jerman dan negara maju lainnya. Adapun metode perancangan alat

tanam padi model transplanter sebagai berikut :

Perancangan Konsep

Perancangan konsep adalah proses dimana perancang dapat menjabarkan

fungsi alat dan strukturnya. Disini alat yang akan dirancang adalah alat tanam

padi model tranplanter yang fungsinya untuk menanam padi ke sawah atau

memindahkan bibit padi yang ada didalam penampung padi kemudian di tanam

disawah dengan gerakan tertentu.

Struktur Fungsi Keseluruhan

Fungsi ini digambarkan sebagai diagram balok yang menunjukkan

hubungan antara masukan dan keluaran tersebut berupa energi, material dan

sinyal.

37

Energi input Energi Output

Material input Material Output

Sinyal input Sinyal Output

Gambar 3.1 struktur fungsi keseluruhan

Sub Struktur Fungsi

Sub struktur fungsi digunakan untuk memperjelas diagram kotak pada

struktur fungsi keseluruhan seperti pada gambar diagram kotak dibawah ini.

Gambar 3.2 sub struktur fungsi

Keterangan:

Energi IN adalah energi yang masuk pada alat. Yang dimaksud energi yang

masuk adalah energi yang digunakan untuk menggerakan alat.

Gerak mekanis IN adalah gerakan yang terjadi pada alat setelah diberi energi IN.

Dalam hal ini adalah gerakan memutar poros engkol.

Penerus daya adalah alat yang digunakan untuk meneruskan daya atau

gerakan.yakni daya yang diteruskan oleh gearspoket dan rantai.

Gerak mekanis OUT adalah gerakan akhir yang terjadi. Dalam hal ini adalah

gerakan arm planting yang mengambil bibit padi dan menanamnya di sawah.

Alat tanam padi model

tranplanter

Energi

IN

Energi

OUT

Gerak

mekanis

IN

Penerus

daya

Gerak

mekanis

OUT

38

Prinsip Solusi

Selanjutnya harus dibuat daftar prinsip solusi sub fungsi untuk

menyeleksi komponen yang mungkin digunakan dalam mewujudkan desain

alat tanam padi model transplanter. Prinsip solusi sebaiknya sebanyak mungkin.

Jika telah diperoleh, prinsip-prinsip solusi tersebut perlu dianalisis kembali,

dimana prinsip solusi yang kurang bermanfaat dapat dihilangkan atau diabaikan

dengan tujuan agar dalam tahap perancangan konsep selanjutnya tidak terlalu

banyak evaluasi yang harus dilakukan.

Penggerak utama Manusia +4

Motor listrik +5

Motor diesel +5

Penerus daya Rantai

V-belt

Roda gigi

+5

+4

+3

Bentuk roda Selancar +5

Roda bersirip +3

Mekanisme arm planting Penjepit +2

Takik +3

Mekanisme bak penampung Bergerak +2

Diam +3

Tabel 3.1 Tabel Sub fungsi perancangan alat

39

Menggabungkan kombinasi prinsip solusi yang dapat digunakan

Dari tabel diatas maka dapat disusun alternatif untuk beberapa konsep

perancangan untuk mendapatkan konsep produk yang dengan berbagai varian

sebagai berikut:

1. A2 + B1+ C2+ D1+ E1

2. A3 + B2+ C2+ D2+ E1

3. A1 + B1 + C1+ D2+ E2

Dari ketiga konsep tersebut akan dibuat model sketsa yang selanjutnya

akan dibuat sebagai konsep perancangan akan alat yang akan dibuat.

Konsep Produk

Konsep produk yang akan dibuat sesuai dengan morfologi diatas yaitu

konsep yang mungkin akan dibuat dan akan dikembangkan dalam bentuk sketsa.

Diharapkan dengan sketsa dari konsep-konsep diatas maka akan dapat dianalisa

konsep yang paling baik dalam segi teknologi maupun segi biaya pembuatannya.

1. Pengembangan untuk konsep yang pertama

Gambar 3.3 sketsa alat pertama

40

Keterangan:

Konsep ini menggunakan motor listrik sebagai penggerak utama

kemudian daya diteruskan oleh rantai yang menghubungkan antar

poros dan sebagai roda penggerak alat menggunakan roda bersirip

yang cocok digunakan di tanah berlumpur kemudian sebagai

pengambil padi yaitu arm planting menggunakan sistem penjepit

yang menjepit padi di bak penampung kemudian menancapkan ke

sawah. Sistem bak penampung yang bergeser memungkinkan bibit

padi yang ada dibak penampung akan abis merata.

2. Pengembangan untuk konsep yang kedua

Gambar 3.4 sketsa alat kedua

Keterangan:

Konsep ini menggunakan motor diesel sebagai penggerak utama

dan menggunakan V-belt untuk meneruskan daya dari poros satu

ke poros yang lain. Roda penggerak juga menggunakan roda

bersirip untuk memudahakan bergerak diarea berlumpur. Sebagai

pengambil padi juga menggunakan sistem penjepit untuk

pengambil dan penanamnya. Dan bak penampungnya

menggunakan sistem bergeser.

41

3. Pengembangan untuk konsep ketiga

Gambar 3.5 sketsa alat ketiga

Keterangan:

Konsep ini menggunakan manusia sebagai penggerak utama yaitu

memutar poros engkol energi mekanis. Sebagai penerus daya

menggunakan rantai sehingga selip yang terjadi dapat

diminimalisir. Roda penggerak alat menggunakan semacam

selancar karena memudahkan untuk bergerak dilumpur. Arm

planting menggunakan sistem takik yang mekanismenya lebih

sederhana dan penampungnya menggunakan sistem diam karena

memudahkan untuk pengambilan padi pada saat mangambil dan

menanam padi.

Dari beberapa konsep diatas, maka akan dipilih konsep perancangan yang

disesuaikan dengan kebutuhan dan biaya pembuatan yang mudah dan tidak

memerlukan banyak biaya sehingga memudahkan perancang dalam pembuatan

alat tersebut.

42

Setelah mencari prinsip solusi yang ada dalam perancangan maka perlu

diseleksi sebagai pilihan yang akan digunakan sebagai perancangan awal alat alat

padi model tranplanter. Maka varian-varian yang dapat paling baik digunakan

adalah penggeraknya mekanis atau manusia karena lebih ekonomis, Penerus

dayanya adalah menggunakan rantai karena cocok dengan desain yang

direncanakan. bentuk roda dipilih model selancar karena tidak mudah selip jika

bergesekan dilumpur, mekanisme arm planting menggunakan model takik

sehingga mempermudah untuk pengambilan bibit padi dan menanamnya. Dan

mekanisme bak penampung yang diam dipilih kerena agar mudah dalam

pembuatan alat. Jika ditarik nilai skor untuk pemilihan desain adalah 15 poin.

III.3 Gambaran Umum Alat

Berbagai penyuluhan tentang bagaimana caranya meningkatkan hasil

pertanian perhektar secara optimal sering dilakukan dan salah satunya adalah pada

proses tanam padi.

Proses menanam padi di indonesia masih didominasi dengan cara manual

namun ada juga yang menggunakan mesin tanam padi namun harganya masih

sulit dijangkau oleh para petani. Oleh karena itu perlu adanya pengembangan alat

yang dapat digunakan untuk menanam padi namun tidak menggunakan mesin

sebagai penggeraknya melainkan masih menggunakan tenaga manusia. Alat ini

sangat cocok untuk para petani di indonesia yang pada umumnya menggunakan

metode tanam pindah bibit atau transplanter. Alat ini mampu meningkatkan dan

memperbaiki mutu hasil padi, mengurangi ongkos produksi dan mendukung

upaya kelestarian lingkungan.Alat tanam padi ini dirancang dengan gerakan

kontinu yaitu gerakan yang terus menerus sehingga dapat membantu petani pada

proses menanam padi.

43

Dibawah ini adalah gambaran umum alat tanam padi beserta bagian-

bagiannya.

Gambar 3.6 Desain Mekanik Alat

Keterangan gambar:

1. Rangka Utama 8. Crank

2. Bantalan 9. Connectedroot

3. Penyangga 10. Lever

4. Tongkat Utama 11. Poros Engkol

5. Bak Penampung Padi 12. Baut Ukuran 12 mm

6. Selancar 13. Ring Ukuran 12 mm

7. Poros tanam 14. Mur Ukuran 12 mm

44

III.4 Prinsip Kerja Alat

Prinsip kerja alat yang telah rangcang yaitu poros yang berputar sebagai

penggerak utama. Poros tersebut terdapat gear spoket yang dihubungkan dengan

rantai yang terhubung dengan gear spoket pula. Poros engkol sebagai penggerak

utama yang di putar akan memutar gear spoket yang terhubung dengan rantai.

selanjutnya rantai yang terhubung dengan gear spoket akan memutar poros tanam

sehingga menggerakan crank yang akan ikut berputar sesuai putaran poros. Crank

yang telah disambungkan dengan ujung connectedroot akan bergerak dengan

lintasan yang sesuai dengan desain. Dan gerakan ujung satunya akan di tahan

dengan lever. Ujung connectedroot yang sudah di rangcang sebegitu rupa akan

bergerak naik untuk mengambil padi di bak penampung yang telah di sesuaikan

ketinggiannya. Dan kemudian akan bergerak ke bawah untuk menancapkan padi

ke tanah dengan kedalaman tertentu. Dan begitu seterusnya gerakan tanam akan

kontinu seiiring dengan gerakan poros engkol.

III.5 Langkah – Langkah Perancangan

Sebelum membuat alat tanam, terlebih dahulu merencanakan apa saja yang

akan dibuat terlebih dahulu. Sistematis dari perancangan itu adalah:

III.5.1 Perencanaan Gerak Tanam

Gerakan tanam yang akan dirancang haruslah sesuai dengan kriteria padi

yang akan ditanam. oleh karena itu sudah harus melakukan observasi untuk

mendapatkan data padi yang akan di tanam. Panjang padi yang akan ditanam

adalah 20 cm dari ujung daun sampai akar. Diameter batang padi 0.5 cm per

batang. Jarak tanam padi yang direncanakan adalah 20 cm dan kedalaman tanam

padi 3 cm sesuai dengan data di lapangan.

45

III.5.2 Merencanakan dimensi alat

Setelah gerak tanam sudah ditentukan. Maka selanjutnya merancang

dimensi alat yang akan di buat. Pertama menentukan dimensi kerangka utama.

Setelah dimensi sudah di tentukan selanjutnya menentukan panjang dimensi arm

planting yang meliputi crank, connectedroot, dan lever. Setelah itu menghitung

jarak dan tinggi bak penampung padi dengan metode mekanisasi 4 batang hubung.

Dan mengecek gerakan yang dihasilkan apakah sesuai dengan perencanaan apa

belum. jika sesuai selanjutnya menentukan dimensi tongkat sebagai tempat poros

engkol penarik.

III.5.3 Merencanakan Kecepatan Tanam

Gerakan ujung connectedroot yang fungsinya sebagai pengait bibit padi

yang ada di penampung padi memiliki kecepatan tertentu sehingga pada waktu

pengambilan, kerusakan padi akibat gaya gesek yang ditimbulkan dapat di

minimalisir. kemudian merencanakan kecepatan gerak tanam padi untuk per

satuan tanam. Hal itu direncanakan untuk mengimbangi kecepatan poros engkol

yang menggerakkan poros tanam karena kecepatan poros engkol itu haruslah

sinkron dengan kecepatan tanam. setelah itu merencanakan diameter gear

spoketnya sebagai pengatur putaran poros engkol dengan poros penarik.

III.6 Diagram alir perancangan

Diagram alir perancangan yang dibuat yaitu urutan atau step by step yang

dilakukan untuk merancang alat tanam padi. Sehingga dapat di lihat sebagai dasar

pembuatan alat yang akan rancang sehingga dalam pembuatan mendapatkan hasil

yang baik.

46

III.3 Diagram Alir Perancangan

Start

Perencanaan Gerak Tanam

Menghitung dimensi Alat

Pengambil bibit padi

Jika sesuai ?

Perencanaan Kecepatan

Tanam Padi

Perencanan Kecepatan

geser padi

Perencanaan

kecepatan turun padi

Mensinkronkan Kecepatan Tanam

Dengan Kecepatan Penarikan

ya

tidak

jika sesuai ?

Desain gambar

selesai

ya

tidak