ringkasan ringkasan saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah satunya...

1

RINGKASAN

Saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah

satunya adalah alat pemetik buah. Buah-buahan yang berasal dari pohon yang

tinggi cukup sulit untuk dipetik, Oleh karena itu para petani biasanya

menggunakan sebuah tongkat panjang dengan keranjang kecil di ujungnya.

Proses pemetikan dilakukan dengan cara yang tradisional yaitu melilitkan dahan-

dahan disekitar buah hingga patah dan buah akan terjatuh ke dalam keranjang.

Namun terkadang buah-buahan lain disekitarnya yang tidak ingin dipetik akan

ikut terjatuh dan menjadi rusak, selain itu juga dapat merusak dahan pohon

tersebut. Oleh karena itu, kami membuat inovasi alat pemetik buah yang

menggunakan pemotong sehingga tidak perlu melilitkan dahan-dahan pohon dan

merusaknya untuk mendapatkan buah di pohon yang tinggi. Pemotong tersebut

terletak di atas keranjang sehingga buah tidak akan terjatuh ke tanah. Alat ini

menggunakan gunting yang digerakkan menggunakan tali sehingga desain alat ini

menjadi sangat sederhana, mudah dibuat dan murah. Analisis kekuatan material

alat ini disimulasikan menggunakan software Autodesk Inventor™

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah

satunya adalah alat pemetik buah. Buah-buahan yang berasal dari pohon yang

tinggi cukup sulit untuk dipetik, Oleh karena itu para petani biasanya

menggunakan sebuah tongkat panjang dengan keranjang kecil di ujungnya.

Proses pemetikan dilakukan dengan cara yang tradisional yaitu melilitkan dahan-

dahan disekitar buah hingga patah dan buah akan terjatuh ke dalam keranjang.

Namun terkadang buah-buahan lain disekitarnya yang tidak ingin dipetik akan

ikut terjatuh dan menjadi rusak, selain itu juga dapat merusak dahan pohon

tersebut. Oleh karena itu, kami membuat inovasi alat pemetik buah yang

menggunakan pemotong sehingga tidak perlu melilitkan dahan-dahan pohon dan

merusaknya untuk mendapatkan buah di pohon yang tinggi. Pemotong tersebut

terletak di atas keranjang sehingga buah tidak akan terjatuh ke tanah.

Rumusan Masalah

Bagaimana cara mengambil buah di tempat yang tinggi?

Bagaimana cara mengambil buah yang tidak merusak dahan?

Bagaimana cara mengambil buah yang tidak menganggu buah lain (yang tidak

ingin diambil) disekitarnya?

2

Bagaimana cara mengambil buah secara kontinyu, tanpa harus menaik-turunkan

alat pengambil buah?

Metodologi Penyelesaian

Untuk menjawab permasalahan pada rumusan masalah, kami mendesain

suatu alat yang dapat memudahkan kita mengambil buah yang terdapat di tempat

yang tinggi. Kemudian alat yang digunakan ringan untuk digunakan, mudah dan

sederhana dalam pemakaiannya. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah alat yang

digunakan tidak merusak dahan dan buah-buah disekitarnya. Selain itu juga alat

tersebut harus mampu mengambil buah yang diinginkan secara terus menerus

(kontinyu) tanpa harus menaik-turunkan alat, sehingga kapasitas buah yang

dipetik akan meningkat.

3

SURVEY ATAU REFERENSI

Produk Sejenis

Desain alat pemetik buah yang ada dipasaran saat ini antara lain:

Gambar 1 Berbagai jenis alat pemetik buah di pasaran

Dari berbagai contoh alat di atas, dapat kita ambil kesimpulan antara lain

pada gambar pertama alat tersebut hanya berfungsi sebagai tempat menampung

buah yang telah diambil. Untuk gambar kedua yaitu alat pemetik buah yang

kurang efisien, karena hanya dapat mengambil buah satu persatu sehingga

memerlukan banyak waktu jika menginginkan jumlah pengambilan yang cukup

banyak.

Pada desain ketiga merupakan alat pengambil buah tradisional, kelemahan

alat tersebut adalah dapat merusak dahan. Dan desain terakhir adalah alat

pengambil buah dengan menggunakan pisau pemotong. Kelemahan alat ini adalah

2

1

4

3

4

saat tangkai buah tersebut dipotong, buah akan langsung jatuh ke tanah dan dapat

menyebabkan kerusakan pada buah.

KONSEP DESAIN

Krtiteria desain dari alat pemetik buah yang kami rancang diantaranya harus

(must) memenuhi beberapa hal yaitu:

• Alat tersebut harus ringan, (terbuat dari bahan aluminium atau plastik).

• Dapat digunakan oleh satu orang

• Mudah digunakan.

• Pisau pemotong digerakkan dengan menggunakan tenaga tangan melalui

tuas.

• Mekanisme pemotong sederhana, untuk memudahakan dalam perawatan.

• Proses manufatur sederhana.

• Proses perakitannya sederhana dan mudah, sehingga dapat dilakukan di

tempat pemasangan.

Selain itu juga terdapat kriteria-kriteria yang mungkin dapat dipenuhi (wish) dari

desain kami yaitu:

• Panjang batang dapat diatur hingga maksimum 5 m.

• Harganya terjangkau (kurang dari Rp 250.000).

• Dapat menyalurkan buah secara kontinyu (dengan saluran)

ANALISIS DAN SOLUSI

Pemilihan Desain

Dari berbagai pemaparan pada bab sebelumnya dan juga berdasarkan D,R

& O, kami merancang suatu alat yang tidak hanya dapat memotong tangkai pohon

(agar tidak merusak dahan) selain itu juga terdapat saluran agar dapat

menyalurkan buah yang telah dipetik tersebut ke bawah, sehingga kapasitas

pemetikan buah akan meningkat..

Kami memiliki beberapa jenis desain yang memenuhi D,R&O yang kami

tetapkan. Untuk desain pertama yaitu alat pemetik buah dengan alat potong

berupa pisau diafragma dan bagian penyalur buah menggunakan jaring.

5

Gambar 2 Sketsa alat dengan pisau diafragma dan jaring

Gambar 3 Pisau Diafragma

Untuk desain kedua kami menggunakan alat potong berupa pisau

diafragma dan bagian penyalur berupa saluran plastik untuk menyalurkan buah

yang telah dipotong.

6

Gambar 4 Sketsa alat dengan pisau diafragma dan saluran

Pada desain ketiga, kami menggunakan alat potong berupa gunting

sedangkan bagian penyalur menggunakan jaring.

Gambar 5 Desain dengan alat potong gunting dan jaring

7

Untuk desain terakhir kami menggunakan alat potong berupa gunting dan

bagian penyalurnyanya berupa selang plastik yang menuju ke bawah.

Gambar 6 Sketsa alat dengan gunting dan saluran

Setelah menentukan beberapa janis desain, kami menganalisis kelebihan dan

kekurangan dari masing-masing alat tersebut.

Untuk alat potong, kami membandingkan antara pisau diafragma atau dengan

gunting yaitu:

Pisau Diafragma :

Perawatan dan perbaikan alat (pisau) lebih sulit

Suku cadang sulit diperoleh

Pemakaian terbatas pada ukuran buah tertentu

Gunting :

Perawatan dan perbaikan lebih mudah karena mekanisme lebih

sederhana

Suku cadang lebih mudah diperoleh

Penggunaan untuk pemotongan tangkai buah lebih banyak, karena

tidak berpengaruh terhadap ukuran buah

Sedangkan sebagai tempat penyalur buah yang telah dipotong adalah dengan

menggunakan jaring atau selang/pipa plastik yaitu:

Jaring :

Dalam penggunaannya dapat tersangkut oleh dahan pohon

Perawatan dan perbaikan relatif sama dengan selang plastik

Selang Plastik :

Penggunaannya hampir tidak dapat menyangkut pada dahan pohon

Perawatan dan perbaikan relatif sama dengan jaring

8

Berdasarkan pertimbangan dan analisis, maka desain dari alat yang kami rancang

menggabungkan beberapa hal yang kami anggap paling baik tersebut adalah

desain keempat.

Jenis mekanisme pemotong tangkai buah yang diambil yaitu mekanisme

pemotong seperti gunting, karena desain yang sederhana sehingga lebih mudah

untuk melakukan perawatan maupun perbaikan saat terjadi kerusakan pada alat.

Sedangkan untuk bagian penampung atau penyalur buah yang telah dipotong oleh

alat pemotong yaitu dengan plastik. Alasannya adalah karena plastik tidak mudah

tersangkut oleh dahan ataupun buah dengam permukaan yang tidak ratav(misal

buah rambutan) dibandingkan dengan jaring.

Penjelasan dan Analisis Desain

Bagian Batang

Pada bagian batang, kami menerapkan konfigarasi 3 jenis panjang batang,

yaitu 2m, 4m dan 5m. Untuk itu kami menerapkan sistem pengunci yang terdapat

pada setiap batang dengan panjang masing-masing komponen batang 2 m, 2 m

dan 1 m.

Gambar 7 sistem pengunci pada batang

Untuk material pada batang kami menggunakan material nylon-606

dimana karakterstik material tersebut adalah:

- Massa jenis : 1,02 g/cm3

- Modulus Young : 270 GPa

- Yield strength : 110 MPa - Poisson ratio : 0,4

- UTS : 150 MPa

(www.matweb.com)

Untuk analisis tegangan yang terjadi pada batang, kami

menggunakan software autodesk inventor. Dan pemodelannya adalah

sebagai berikut :

http://www.matweb.com/

9

Gambar 8 Pemodelan batang

Berdasarkan pemodelan tersebut, kami mendapatkan hasil adalah tegangan

maksimum yang terjadi pada batang tersebut adalah sebesar 37,29 MPa.

Besar tegangan yang terjadi pada batang jauh di bawah kekuatan (yield strength)

material, sehingga desain kami aman. (data terlampir)

Bagian Alat Pemotong

Pada alat pemotong kami menggunakan alat seperti gunting, dimana pada

kondisi awal posisinya terbuka dikarenakan terdapat pegas. Fungsi dari pegas

tersebut adalah mengembalikan gunting ke posisi terbuka setiap selesai

melakukan proses pemotongan.

Mekanisme kerjanya adalah pada salah satu sisi gunting dipasang tali yang

dihubungkan ke katrol pada sisi lainnya. Untuk sisi lainnya dibuat diam dan

disatukan dengan batang.

Diberikan gaya

aksial sebesar

50N.

Besar gaya

tersebut

diasumsikan

berat maksimum

buah dan alat

pemotong.

Diberikan gaya

horizontal 50N.

Asumsi tersebut

dapat terjadi jika

posisi batang

miring, dan

menahan berat dari

massa buah dan

alat pemotong.

Bagian bawah dibuat

fix

10

Gambar 9 Pemodelan Gunting

Gambar 10 Pembesaran bagian katrol tali pada gunting

Untuk perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk memotong adalah

sebagai berikut :

- Besar konstanta pegas adalah 50 N/m

- Besar gaya yang dibutuhkan untuk memotong dahan adalah sebesar

4 N

- Besar perpindahan yang dibutuhkan untuk menggerakkan gunting

adalah sebesar 35 mm.

- Perbandingan panjang tuas antara tali dan tangan adalah 1:2

Perhitungannya adalah :

Pegas pendorong

Sisi yang

dapat

bergerak,

dihubungkan

dengan tali

Sisi yang diam, dan

dihubungkan dengan

batang

11

Sehingga besarnya tegangan tali adalah sebesar 3,42 N.

Dan besar gaya yang dibutuhkan untuk menekan tuas adalah 2T

(perbandingan panjang antara tuas tangan dan tuas tali adalah 1:2), yaitu 6,82N.

Gaya tersebut termasuk ringan karena telapak tangan dapat memberikan gaya

hingga 20N pada saat kita menekan handle rem (tuas untuk melakukan

pemotongan mirip dengan handle rem sepeda).

Bagian Tuas

Tuas merupakan salah satu komponen yang mendukung kinerja dari alat yang

kami buat. Pada tuas tersebut tersambung pada tali yang menghubungkan antara

gunting dan tangan. Saat pengguna alat ini ingin memotong, cukup dengan

menekan tuas seperti saat kita menekan handle rem dan gunting akan memotong.

300

F2

F1cos30o

T cos 30o

12

Gambar 11 Tuas

Pada tuas ini terdapat pengunci tali yang fungsinya adalah untuk mengunci

tali, yaitu pada saat penggunaan tongkota sepanjang 2 atau 4 m.

KESIMPULAN

Desain yang kami pilih adalah desain suatu alat pemetik buah yang aman, mudah

digunakan dan juga mudah dalam pergantian komponennya. Sehingga dipilih alat

pemetik buah dengan alat pemotong berupa gunting, alat penampung sekaligus

sebagai alat penyalur buah yang telah dipetik.

Untuk material kami memilih Nylon P-606, berdasarkan studi literatur kami

mendapatkan sifat yang kami butuhkan yaitu ringan sehinga dapat digunakan oleh

satu orang dan memiliki kekuatan (yield, strength dan ultimte tensile strength)

yang tinggi.

Berdasarkan analisis baik dari pemodelan batang melalui analisis metode elemen

hingga dapat disimpulkan bahwa desain kami aman. Dengan tegangan von misses

yang terjadi pada batang yaitu sebesar 37,29 MPa (untuk detailnya terdapat pada

lampiran). Tegangan maksimum yang terjadi ada pada batang yang paling atas,

karena selain memiliki luas area yang lebih kecil, pada bagian tersebut juga

terdapat alat pemotong dan juga keranjang penyalur buah yang telah dipetik.

Besar gaya pemotongan yang diberikan untuk melakukan pemotongan sebesar

6,82 N. Perhitungan tersebut didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk

memotong dahan dan gaya yang diperlukan untuk menekan pegas.

Komponen lain yang menerima beban adalah komponen tempat bertumpunya

katrol. Berdasarkan analisis menggunakan software autodesk inventor, didapatkan

hasil besar tegangan (principal stress) adalah sebesar ) 0,27 MPa.

Dikarenakan besar tegangan yang terjadi baik pada batang, komponen penumpu

katrol masih dibawah yield strength material, maka dapat disimpulkan desain

yang kami rancang aman.

Tuas

tekan

(pengguna

)

Pengunci

tali

Tuas yang terhubung

dengan tali.

13

DAFTAR PUSTAKA

1. [Online] [Dikutip: 17 12 2010.] http://clevedoncounty.com/shop/fruit-

pickers/fruit-picker-3m-extension/.

2. [Online] [Dikutip: 17 12 2010.]

http://www.crocus.co.uk/product/_/product/apple-time/classid.2000006107/.

3. [Online] [Dikutip: 27 12 2010.]

http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?bassnum=O2500&group=G

eneral&ckck=1.

4. Amazon.com. [Online] http://www.amazon.com/TwisterPicker-Fruit-Picker-

the/dp/B000BBCUD8.

5. 2007. Making Furniture Interactive. [Online] 17 12 2007.

http://makingfurnitureinteractive.wordpress.com/2007/12/17/laser-cut-paper-

iris/.

6. Suharto, Djoko. 2010. Diktat kuliah MS4101 Perancangan Untuk

Keterbuatan. Bandung : s.n., 2010.

14

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PESERTA

Nama : Arief Rachman Saputra

Tempat/Tanggal Lahir : Bandar Lampung / 6 Maret 1989

No. Telepon : 08568343030

E-mail : [email protected]

Nama : Afif Faris Rosyad

Tempat/Tanggal Lahir : Bandung / 11 November 1989

No. Telepon : 08562125071


Nama : Rudi Prasetya

Tempat/Tanggal Lahir : Boyolali, 16 Juni 1989

No. Telepon : 08562846159


15

LAMPIRAN

Berikut merupakan gambar teknik dari komponen-komponen yang

terdapat pada desain alat pemetik buah yang kami rancang.

Gambar 12 Gambar teknik tongkat 1


16


Gambar 15 Gambar teknik tuas

17

Gambar 16 Gambar teknik pemegang gunting yang ditumpu pada tongkat

Gambar 17 Gambar teknik pemegang gunting yang terhubung pada tali

18

Gambar 18 Gambar teknik alat pengunci tali

Gambar 19 Gambar teknik katrol

19

Gambar 20 Gambar teknik cincin penampung buah

Gambar 21 gambar teknik gunting

20

Gambar 22 Gambar alat pemetik buah (keseluruhan)

ringkasan ringkasan saat ini terdapat banyak alat pertanian yang dijual di pasaran, salah satunya...

Documents