Teknik, 38 (1), 2017, 49-57

## Kecepatan Putaran Poros Pada Mesin Pembuat Pakan Pelet Berpenggerak Kayuh Sepeda
Adi Nugroho * , Arif Wibowonoto
Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Putera Batam, Jalan R. Soeprapto Muka Kuning, Batam, Indonesia

## Abstrak
Kajian  penelitian  ini  dilatar  belakangi  adannya  inkonsistensi  gaya  yang  dihasilkan  oleh  tenaga manusia  untuk  menggerakkan  alat  penggiling  yang  terdapat  pada  mesin  pembuat  pakan  pelet sederhana. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan sproket sepeda yang berfungsi  mentransmisikan  gaya  ke  dalam  putaran  sepeda  sehingga  nantinya  dapat  mencapai tingkatan putaran (rpm) yang diinginkan. Untuk dapat mencapai kondisi tersebut, dibutuhkan ukuran sproket  yang  tepat  melalui  pengujian  kecepatan  putaran  di  masing-masing  alternatif  ukuran. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  berapakah  ukuran  sproket  yang  dapat  menghasilkan kecepatan  putaran  poros  mesin  pembuat  pelet  sebesar  626  rpm  dari  kecepatan  putaran  kayuhan sepeda sebesar yang hanya mencapai 60-100 rpm. Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian  adalah  observasi  dan  literatur.  Variabel  yang  menjadi  parameter  pengukuran  dalam penelitian  ini  adalah  ukuran  sproket  dan  kecepatan  putaran  poros  (rpm).  Analisis  data  dilakukan dengan  menggunakan  teknik  analisis  parametrik.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  untuk mendapatkan  kecepatan  putaran  poros  mesin  pembuat  pelet  sebesar  626  rpm  diperlukan  kecepatan kayuhan sebesar 54 rpm saat N ₂ (18 T), 63 rpm saat N ₂ (21 T), dan 72 rpm saat N ₂ (24 T) sedangkan ukuran sproketnya masing-masing  sebesar N ₁ (34 T), N ₂ (18 T, 21 T, 24 T), N ₃ (42 T), N ₄ (11T), N ₅ (24 T) dan N ₆ (15 T).
Kata kunci: mesin pembuat pelet; poros; rasio kecepatan; sproket

## Abstract
[Title:  Axis  Spin  Speed  on  Bicycle  Pedal  –  driven  Pellets  Machine] The  background  of  this  study was the inconsistency of human power to run a simple pellets spinner machine. One of the options to do this is by using bicycle sprocket to transmit power until it reaches the expected speed.  Particular size  of  sprocket  is  needed  to  gain  the  intended  speed.  To  determine  the  axact  size  several  test  were needed, by combining various the speed rotation and sprocket size. This research aimed to determine the exact size of sprocket in order to reach 626 rpm. Variables used were spocket size and axis spin speed (rpm). Data collecting methods used were literature study and observation. Data analysis was done using parametric analysis technique. The result showed that to reach sprocket speed of 626 rpm, required 54 rpm at N ₂ (18 T), 63 rpm at N ₂ (21 T), and 72 rpm at N ₂ (24 T) to reach 626 rpm. And the size of spockets are N ₁ (34 T), N ₂ (18 T, 21 T, 24 T), N ₃ (42 T), N ₄ (11T), N ₅ (24 T) and N ₆ (15 T).
Keywords: pellets machine; axis; speed ratio; sprocket

## 1.  Pendahuluan
Biaya  operasional  untuk  pakan  dalam  budidaya lele  mencapai  60%  dari  total  biaya  produksinya (Muliantara,  2012).  Salah  satu  usaha  yang  telah dilakukan  untuk  menghemat  biaya  produksi  ini  adalah dengan  merancang  alat  produksi  yang  mampu menghasilkan produk  pakan  pelet. Beberapa rancangan alat  produksi  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan diantaranya  adalah  alat  dengan  kapasitas  25,85  kg/jam menggunakan  motor  listrik  1  Hp  sebagai  tenaga penggerak (Syahputra, 2010), alat  pembuat pakan pelet dengan  kapasitas  100-150  kg/jam  menggunakan  mesin
diesel  sebagai  tenaga  penggeraknya  (Tjahjanti  dkk., 2013)  dan  penggunaan  sistem  transmisi  sabuk-puli dengan  kapasitas  produksi  mencapai  27,99  Kg/jam melalui  motor  listrik  1  Hp  (Leksono,  Setiyo,  Tika, 2014).
Ketiga  model  alat  tersebut  menggunakan penggerak utama  berupa  motor listrik dan  mesin diesel yang  membutuhkan  tambahan  biaya  operasional,  yakni tagihan  listrik  ataupun  pembelian  bahan  bakar. Berangkat  dari  permasalahan  tersebut,  penelitian  ini dimaksudkan  untuk  merancang  mesin  pembuat  pakan pelet menggunakan penggerak kayuh sepeda. Penerapan  teknik  ini  bukan  tanpa  masalah,  salah satunya  adalah  sumber  tenaga  yang  tidak  konstan karena sumber tenaga berasal dari tenaga manusia yang
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: aaddinugroho@gmail.com
akan  mengalami  naik  turun  (fluktuasi)  tergantung  pada kondisi fisik yang sedang dialami.
Penggunaan  sistem  sabuk-puli  untuk  menurunkan putaran  motor  listrik  dengan  cara  mengatur  ukuran  dari puli  pada  poros  sehingga  didapatkan  putaran  yang konstan  sebesar  626  rpm  pada  alat  pencetak  yang  telah dilakukan  uji  coba  dalam  beberapa  penelitian  (Leksono, 2011).  Teknik  tersebut  bertentangan  dengan  sistem penggerak  sepeda  yang  menerapkan  sistem  transmisi rantai-sproket  yang  hanya  mampu  mendapatkan  putaran penggerak  sebesar  60-100  rpm  (Fujita  dkk.,  2014). Beberapa  dasar  teori  yang  menjelaskan  penggunaan kayuh sepeda sebagai pengerak diantaranya:
1. Pemanfaatan  kayuh  sepeda  sebagai  penggerak  dari pompa  air  dengan  desain  pelek  pada  roda  belakang dari  sepeda  digunakan  sebagai  pengganti  puli  dan dihubungkan  menggunakan  sabuk  ke  puli  (transmisi sabuk-puli) pada poros pompa (Garg, dkk., 2013).
2. Pemanfaatan  kayuh  sepeda  sebagai  penggerak kompresor  dan  pompa  air  dengan  menggunakan gabungan  sistem  transmisi  rantai  dan  transmisi  roda gigi (Gehlot dkk., 2015).
3. Desain  alat  yang  dibuat  yaitu  roda  belakang  dari sepeda  langsung  dihubungkan  dengan  poros  dari pompa sentrifugal (Sreejith, dkk., 2014).
4. Desain  alat  yang  dibuat  adalah  ada  dua  sistem transmisi  rantai  sproket  dimana  pada  poros  sproket terakhir  dipasangkan  engkol  yang  terhubung  ke sebuah  “ connecting  rod ”  untuk  merubah  putaran menjadi  gerakan  maju-mundur  pada  gergaji  besi (Subash dkk., 2014).
Dari  beberapa  penelitian  yang  telah  dilakukan sebelumnya,  dapat  dijelaskan  bahwa  penggunaan  sproket sebagai  salah  satu  media  transmisi  penggerak  dapat membantu  kerja  dari  suatu  alat.  Namun  penggunaan media  ini  bukan  tanpa  masalah.  Adanya  inkonsistensi gaya yang dihasilkan oleh sumber tenaga yang digunakan beberapa  alat  seperti  kayuh  sepeda  menyebabkan  gaya yang  ditransmisikan  menjadi  tidak  teratur.  Kondisi  ini dapat  mengakibatkan  media  penggiling  yang  bertugas untuk  mencetak  material  pakan  dalam  bentuk  padat menjadi  tidak  maksimal.  Kondisi  ini  ditunjukan  melalui hasil  campuran  material  pakan  yang  tidak  merata (lengket) pada saat masuk didalam cetakan. Selain itu jika putarannya  terlalu  besar  maka  juga  dapat  mengakibatkan material  yang ada dalam alat  penggiling akan keluar dari tempatnya.  Kondisi  ini  disiasati  dengan  menerapkan sistem  sabuk-puli  yang  bertujuan  untuk  menurunkan putaran  motor  listrik  dengan  cara  mengatur  ukuran  dari puli  pada  poros  sehingga  didapatkan  putaran  yang konstan  sebesar  626  rpm  (Leksono,  2011).  Melalui gagasan tersebut, penelitian ini mencoba untuk menerapkan  teknik  kerja  sabuk-puli  pada  alat  pembuat pakan  pelet  yang  sumber  tenaganya  berasal  dari  kayuh sepeda.  Perbedaannya  terletak  pada  usaha  untuk mendapatkan  kecepatan  putaran  poros  yang  konstan
dengan memodifikasi ukuran sproket sehingga diharapkan dapat  diperoleh  informasi  kemampuan  dari  masing- masing alternatif ukuran.

## 2. Bahan dan Metode
Alat  yang  menjadi  kajian  penelitian  adalah  mesin pelet,  dengan  pokok  bahasan  berupa  optimasi  kecepatan putaran  pada  poros  alat  pencetak  pelet.  Alat  pencetak pelet  ini  menggunakan  penggerak  kayuh  sepeda  melalui beberapa rangkaian transmisi rantai-sproket yang digerakkan  secara  manual  melalui  media  kayuh  yang berasal dari kaki manusia (Gambar 1). Rencana deskripsi alat yang akan dirancang sebagai berikut:
1. Terdapat  engkol  kayuh  sepeda  yang  merupakan  satu poros  dengan  sebuah  sproket  dan  dihubungkan  ke grup sproket pertama yang terdiri dari tiga unit sproket yang  berbeda  jumlah  giginya  pada  poros  kedua menggunakan  rantai,  dan  juga  terdapat  tuas  kontrol untuk  memilih  salah  satu  dari  ketiga  sproket  pada poros  kedua  tersebut.  Rangkaian  ini  dinamakan rangkaian transmisi rantai-sproket grup pertama VR ₁ .
2. Pada  sisi  lainya  dari  poros  kedua  terdapat  sebuah sproket  yang  dihubungkan  ke  sebuah  sproket  pada poros  ketiga  menggunakan  rantai.  Rangkaian  ini dinamakan rangkaian transmisi rantai-sproket VR ₂ .
3. Pada  sisi  lainya  dari  poros  ketiga  terdapat  sebuah sproket  yang  dihubungkan  ke  sebuah  sproket  pada poros  ke  empat  (poros  alat  pencetak  pelet) menggunakan  rantai.  Rangkaian  ini  dinamakan rangkaian transmisi rantai-sproket VR ₃ .
Gambar 1 . Sproket (Myszka, 2012)
Penelitian  ini  menggunakan  dua  metode,  yakni oberservasi  dan  tinjauan  literatur.  Metode  oberservasi digunakan untuk mengumpulkan informasi aktual tentang hasil  studi  perbandingan  antara  perhitungan  teoritis  dan kondisi  aktual  ukuran  sproket  dan  kecepatan  putaran poros (rpm). Metode literatur digunakan untuk memperoleh informasi seputar tentang rumus perhitungan poros, pengukuran kecepatan putaran serta jenis peralatan yang  akan  digunakan  untuk  merancang  mesin  pembuat pakan  pelet.  Kedua  metode  ini  memberikan  informasi tentang  perbandingan  nilai  teoritis  hasil  perhitungan ukuran  sproket  dan  kecepatan  putaran  poros  yang
dihasilkan  melalui  studi  perbandingan  antara  nilai perhitungan  teoritis  dan  nilai  aktual  yang  terjadi  ketika dilakukan  pengujian  terhadap  alat  tersebut.  Langkah- langkah penelitian dapatdilihat dalam Gambar 2.
Gambar 2 . Langkah-langkah penelitian

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Data observasi
Data  sproket  dan  rantai  yang  diamati  dan  diukur selama  dilakukannya  observasi  pada  sepeda  dengan merek Centurion Blackfire M6 adalah sebagai berikut:
1. Sproket:
a. Merk / model
:Shimano / Alivio
b. Ketebalan : 0,125 inchi
c. Jumlah gigi driver (N ₁ ) : 24 T, 34 T, 42 T d. Jumlah gigi driven (N ₂ ) : 11 T, 13 T, 15 T, 18 T, 21 T, 24 T,28 T, 32 T
e. Jarak antar poros sproket (C) : 16,5 inchi
2. Rantai:
a. Merk / model
: Shimano CS-HG40
b. Pitch (p) : 0,5 inchi c. Panjang rantai (L) : 108 pitch
3. Rear Derailer (RD)
a. Merk / model : Shimano / Alivio
b. Jumlah gigi driver (N ₁ ) : 13 T c. Jumlah gigi driven (N ₂ ) : 13 T
d. Jarak antar poros sproket (C) : 3,15 inchi
e. Panjang rantai (L) : 16 pitch
f. Data  komponen  sproket  dan freehub ,  rantai  serta deraileur yang  diperoleh  selama  observasi  selain  yang terdapat  pada  sepeda  dengan  merek  Centurion  Blackfire M6 adalah sebagai berikut:
1. Sproket dan freehub :
a. Merk / model : Shimano / SIS 7 kecepatan b. Pitch (p) :  0,5 inchi c. Jumlah gigi :  11  T,  13  T,  15  T, 18 T, 21 T, 24 T dan 28 T
2. Sproket dan freehub : a. Merk / model :  Shimano  /  Altus  7 kecepatan b. Pitch (p) :  0,5 inchi c. Jumlah gigi :  13  T,  15  T,  17  T, 20T, 23 T, 26 T dan 30 T 3. Rantai: a. Merk / model : DTO D-30 b. Pitch (p) : 0,5 inchi c. Panjang rantai (L) : 116 pitch 4. Rear Derailer (RD) a. Merk / model : Shimano / SIS b. Jumlah gigi driver (N ₁ ) : 10 T c. Jumlah gigi driven (N ₂ ) : 10 T d. Jarak antar poros sproket (C)  : 3 inchi e. Panjang rantai (L) : 12 pitch 5. Rear Derailer (RD) a. Merk / model : Aochida b. Jumlah gigi driver (N ₁ )
: 10 T c. Jumlah gigi driven (N ₂ ) : 10 T d. Jarak antar poros sproket (C)  : 3 inchi
e. Panjang rantai (L) : 12 pitch Jenis poros yang digunakan oleh sepeda berdasarkan  pada  jenis  gerakan/putaran  ada  dua  jenis yaitu:
1.  Poros diam, yaitu poros yang terdapat pada roda depan dan  roda  belakang  yang  dipasang  pada  rangka menggunakan  mur  pengunci.  Pada poros  ini  dipasang bantalan bearing dan  juga  terdapat hub merupakan bagian  yang  bergerak.  Pada hub roda  belakang  inilah terdapat  sproket  yang  tersambung  dengan  sproket kayuhan menggunakan rantai.
2.  Poros  berputar/penggerak,  yaitu  poros  yang  terdapat pada  kayuhan  penggerak.  Pada  poros  ini  terpasang tiga buah sproket penggerak.
Alat  pencetak  pelet  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  sebuah  alat  penghancur  daging  atau yang  sering  disebut  dengan  nama Meat  Mincer ,  dengan spesifikasi sebagai berikut:
a.  Ukuran / Model
: No. 32 b.  Material : Besi Tuang c.  Penggerak : Engkol  penggerak tangan
d.  Diameter poros engkol  : 0,75 inchi

## 3.2. Pengolahan data sproket
Data  sproket    yang  telah  diperoleh  dari  observasi selanjutnya  diolah  untuk  mendapatkan  nilai  rasio  gigi. Dari  nilai  rasio  gigi    sehingga  diperoleh  kombinasi
sproket  untuk  mendapatkan  jumlah  putaran  yang diperlukan  oleh  beban  utama  dari  alat,  yaitu  pada  poros alat  pencetak  pelet.  Rumus  yang  digunakan  untuk menghitung kecapatan putaran menggunakan rumus rasio kecepatan (Myszka, 2012).
Dari  persamaan  tersebut  dapat  diketahui  bahwa nilai  rasio  kecepatan,  rasio  diameter  sproket  dan  rasio jumlah  gigi  sproket driver dan driven adalah  sama nilainya.
Putaran  penggerak ωdriver yang  digunakan sebagai  acuan  dalam  perhitungan  sebesar  60  sampai  100 rpm  (Fujita  dan  Koizumi,  2014)  dan  putaran  beban ωdriven yang  dibutuhkan  beban  alat  pencetak  pelet sebesar 626 rpm (Leksono, 2011).
Dari  perhitungan  diatas,  nilai  rasio  kecepatan  VR adalah 0,096 rpm sampai dengan 0,16 rpm. Hal ini berarti bahwa rasio perbandingan kecepatan putaran pada sproket driver bernilai 0,096 kali (saat putaran driver 60 rpm) dari kecepatan  putaran  pada  sproket driven sampai  0,16  kali (saat putaran driver 60 rpm)  dari kecepatan putaran pada sproket driven . Jadi kecepatan putaran driver lebih lambat dari  kecepatan  putaran driven .  Dari  data  hasil  observasi jumlah gigi sproket, dapat dicari nilai rasio perbandingan jumlah  gigi  sproket driven dibanding  gigi  pada  sproket penggeraknya driver ,  sebagai  contoh  perhitungannya adalah:
Dari  perhitungan  diatas,  nilai  rasio  jumlah  gigi sproket VR adalah 1,333 Teeth . Hal ini berarti bahwa rasio perbandingan  jumlah  gigi  antara  gigi  sproket driven bernilai  1,333  kali  lebih  banyak  dari  jumlah  gigi  pada sproket driver nya, atau bisa diartikan dengan istilah 1,333 berbanding 1. Besarnya nilai VR dari beberapa kombinasi sproket selengkapnya bisa dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai rasio gigi sproket Shimano Alivio Jumlah gigi sproket Driven N ₂ ( Teeth )
Nilai rasio ( VR = ) pada sproket Driver N ₁
( Teeth ) 24 T 34 T 42 T 32 T 1,333 0,941 0,762 28 T 1,167 0,824 0,667 24 T 1,000 0,706 0,571 21 T 0,875 0,618 0,500 18 T 0,750 0,529 0,429 15 T 0,625 0,441 0,357 13 T 0,542 0,382 0,310 11 T 0,458 0,324 0,262
Dari  tabel  rasio  diatas  dapat  dilihat  adanya  24 variasi  nilai  rasio,  dan  dari  semuanya  belum  ada  yang mencapai  nilai  sama  dengan  rasio  putaran  penggerak dengan beban sebesar 0,096 rpm (rasio gigi sproket 0,096 Teeth ).  Untuk  menyiasatinya,  digunakan  beberapa kombinasi  atau  penggabungan  beberapa  rasio  agar  hasil akhirnya  bisa  minimal  sama  dengan  rasio  yang diharapkan.  Untuk  mencari  besaran  nilai  rasio  dari penggabungan  dua  atau  legih  grup  sproket  menggunakan rumus total rasio kecepatan / rasio gigi (Myszka, 2012).
(2)
Pada kelompok rasio pertama (VR ₁ ), sproket yang digunakan  sebagai  sproket driver (N ₁ )  adalah  sproket dengan  jumlah  gigi  34  T.  Hal  ini  karena  dari  hasil pengamatan    sproket  inilah  yang  terhubung  langsung dengan kayuhan. Untuk mengurangi resiko putaran beban yang  berkurang  saat  penggerak  mengalami  kelelahan, maka  dipilih  tiga  rasio  dengan  nilai  tengah  pada  sproket penggerak (N ₁ = 34) yaitu pada sproket N ₂ =  18 T, 21 T, dan 24 T  dengan nilai rasio 0,529 Teeth , 0,618 Teeth , dan 0,706 Teeth .  Ketiga  rasio  ini  dalam  rumus  diatas dimasukkan dalam kelompok rasio pertama (VR ₁ ).
Setelah diketahui nilai VR yang dibutuhkan beban sebesar  0,096 Teeth dan  nilai  VR ₁ sebesar  0,529 Teeth , 0,618 Teeth ,  dan  0,706 Teeth ,  selanjutnya  dicari  nilai rasio  ke  alat  pencetak  menggunakan  perhitungan  dari rumus  diatas  dengan  dasar  perhitungan  nilai  rasio  VR ₁ terkecil yaitu 0,529 Teeth .
Dari  perhitungan  diatas,  nilai  rasio  jumlah  gigi sproket  grup  kedua  VR ₂ adalah  0,181 Teeth .  Hal  ini berarti  bahwa  rasio  perbandingan  jumlah  gigi  pada  grup kedua  antara  gigi  sproket driven bernilai  0,181  kali  dari jumlah  gigi  pada  sproket driver nya,  atau  bisa  diartikan dengan  istilah  0,181  berbanding  1  (0,181  :  1).  Jadi  pada
grup  kedua  ini,  jumlah  gigi  sproket driven lebih  sedikit dari jumlah gigi sproket driver. Dari Tabel 1 masih tidak ditemukan rasio dengan nilai 0,181, sehingga dipilih nilai VR ₂ dengan rasio terkecil sebesar 0,262 Teeth , yaitu pada rasio sproket dengan jumlah gigi N ₂ = 11 T dengan N ₁ = 42 T, sehingga dapat diketahui bahwa sproket ketiga dan ke empat dari alat adalah sproket dengan nilai N ₃ = 42 T N ₄ =  11  T.  Langkah  selanjutnya  adalah  mencari  nilai VR ₃ .
Dari  perhitungan  diatas,  nilai  rasio  jumlah  gigi sproket  grup  ketiga  VR ₃ adalah  0,696 Teeth .  Hal  ini berarti  bahwa  rasio  perbandingan  jumlah  gigi  pada  grup kedua  antara  gigi  sproket driven bernilai  0,696  kali  dari jumlah  gigi  pada  sproket driver nya,  atau  bisa  diartikan dengan istilah 0, VR ₃ berbanding 1 (0, VR ₃ : 1). Jadi grup ketiga ini, jumlah gigi sproket driven nya lebih sedikit dari jumlah gigi sproket driver. Rasio VR ₁ dan VR ₂ sudah menggunakan N ₁ (34 T dan  42  T),  sehingga  N ₁ yang  tersisa  hanya  tinggal  24  T. Dari tabel rasio 4.2 diatas, nilai rasio yang mendekati nilai VR ₃ dan menggunakan N ₁ (24 T) dan N ₂ selain 24 T, 21 T, 18 T dan 11 T adalah pada N ₂ 15 T dengan nilai rasio 0,625 Teeth ,  sehingga  nilai  VR ₃ yang  digunakan  adalah 0,625 Teeth ,  sehingga  dapat  diketahui  bahwa  sproket kelima  dan  keenam  dari  alat  adalah  sproket  dengan  nilai N ₅ = 24 T  dan  N ₆ = 15 T. Perbandingan rasio gigi VR ₃ inilah  yang  nantinya  tersambung  dengan  beban  alat pencetak pelet.
Nilai  total  rasio  (TV)  dari  ketiga  jenis  kombinasi nilai VR ₁ adalah sebagai berikut:
1. Pada N ₂ = 18 T (VR ₁ = 0,529 Teeth )
2. Pada nilai N ₂ = 21 T (VR ₁ = 0,618 Teeth )
3. Pada nilai N ₂ = 24 T (VR ₁ = 0,706 Teeth )
Nilai  total  rasio  gigi  sproket  pada  saat  N ₂ =  18  T adalah  0,087 Teeth ,  hal  ini  berarti  bahwa  saat  rasio  total perbandingan gigi output berbanding gigi inputnya adalah 0,087 berbanding 1 (0,087 : 1). Hal ini juga berlaku pada saat  N ₂ =  21  T  dengan  perbandingan  0,101  berbanding  1 (0,101 : 1) dan saat N ₂ = 24 T dengan perbandingan 0,116 berbanding 1 (0,116 : 1). Jumlah putaran penggerak yang
dibutuhkan  pada  tiga  kombinasi  rasio  VR ₁ untuk menghasilkan  kecepatan  putaran  alat  sebesar  626  rpm adalah:
1. Pada  rasio  VR ₁ =  0,706 Teeth ,  yaitu  saat  sproket  N ₂ yang digunakan adalah 24 T, maka kecepatan putaran driver nya adalah:
2. Pada  rasio  VR ₁ =  0,618 Teeth ,  yaitu  saat  sproket  N ₂ yang digunakan adalah 21 T, maka kecepatan putaran driver nya adalah:
3. Pada  rasio  VR ₁ =  0,529  Teeth,  yaitu  saat  sproket  N ₂ yang digunakan adalah 15 T, maka kecepatan putaran driver nya adalah:
Dari  perhitungan  diatas  dapat  diketahui  bahwa  untuk putaran  beban  alat  pencetak  pelet  ω driven sebesar  626 rpm  diperlukan  putaran  penggerak  ω driver sebesar  72 rpm  saat  N ₂ =  24 T, 63  rpm  saat  N ₂ =  21 T    dan 54 rpm saat N ₂ = 18 T.
3.3.    Perencanaan penggerak rantai – sproket Dari  data  observasi  dan  perhitungan  sproket, diketahui  bahwa  ukuran pitch (p)  dari  rantai  yang digunakan  adalah  0,5  inchi,  dan  sproket  yang  akan digunakan  dalam  sistem  penggerak  rantai-sproket  alat terdiri dari gabungan tiga rasio sproket, yaitu:
1. Pada  rasio  pertama  (VR ₁ )  menggunakan  sproket driver ₁ (N ₁ )  34 T  dan  tiga  buah  sproket driven ₁ (N ₂ ) 24 T, 21 T dan 18 T.
2. Pada  rasio  kedua(VR ₂ )  menggunakan  sproket driver ₂ (N ₃ ) 42 T dan sproket driven ₂ (N ₄ ) 11 T.
3. Pada  rasio  ketiga  (VR ₃ )menggunakan  sproket driver ₃ (N ₅ ) 24 T dan sproket driven ₃ (N ₆ ) 15 T.
Dari  kedua  data  rantai  dan  sproket  tersebut,  dapat dihitung  jarak  titik  tengah  dari  dua  sproket  driver  dan sproket  driven  dan  panjang  rantainya  pada  setiap  rasio. Sesuai  dengan  teori  yang  dikemukakan  oleh  Myzska (2012)  bahwa  jarak  titik  tengah  (C)  berkisar  antara  30 sampai  50  puncak pitch (p)  dari  rantai  yang  digunakan (30p  <  C  <  50p),  maka  jarak  titik  tengahnya  (C)  adalah (30  x  0,5)<  C  <  (50  x  0,5),  atau  15  <  C  <  25.  Jadi besarnya  jarak  antar  sproket  adalah  lebih  dari  15  inchi tetapi kurang dari 25 inchi.
Untuk Rasio pertama jarak antar poros dibuat lebih panjang dari rasio kedua dan ketiga karena pada rasio ini
terdapat  3  kombinasi  yang  dalam  merubah  kombinasi ditambahkan alat yang dikenal dengan istilah derailer dan juga  terdapat  kayuhan  sehingga  diharapkan  nantinya sproket driven dan derailer tidak  mengganggu  dalam operasi  pengayuhan.  Besarnya  nilai  C  dari  ketiga  rasio adalah sebagai berikut:
1. Pada rasio pertama sebesar 18 inchi
2. Pada rasio kedua sebesar 16 inchi
3. Pada rasio ketiga sebesar 16 inchi Setelah jarak antar sproket sudah ditentukan, maka langkah selanjutnya dihitung panjang rantainya menggunakan  rumus  dari  teori  yang  dikemukakan  oleh Myszka (2012), yaitu:
1. Panjang  rantai  pada  rasio  pertama  dihitung  dengan acuan  nilai  N ₂ terbesar  yaitu  24  gigi  dan  ditambah panjang rantai pada derailer (Shimano SIS), maka:
Dalam  praktiknya,  jumlah  pitch  dari  rantai  selalu genap  karena  berpasangan,  sehingga  bisa  digunakan 112 pitch jika  dipilih  setelan  rantai  ketat  atau  114 pitch jika  dipilih  setelan  rantai  kendur.  Pada  alat  ini digunakan rantai dengan panjang 112 pitch pada rasio pertama karena dipilih setelan rantai ketat.
2. Pada rasio kedua tidak ditambahkan derailer , sehingga panjang rantainya adalah:
Pada alat ini digunakan rantai dengan panjang 90 pitch pada rasio kedua karena dipilih setelan rantai ketat. 3. Pada  rasio  ketiga  ditambahkan derailer (Aochida), sehingga panjang rantainya adalah:
Pada  alat  ini  digunakan  rantai  dengan  panjang  94 pitch pada rasio ketiga karena dipilih setelan rantai ketat.
3.4.    Perancangan alat
Perancangan  menggunakan  bantuan  program gambar tiga dimensi Google Sketchup , kemudian  gambar
rancangan  tersebut dipindahkan ke Google LayOut untuk diberi  keterangan  ukuran  dimensi  dan  detail  nama komponennya, dan di simpan dalam bentuk file pdf .
3.5.     Pengumpulan dan penyiapan komponen alat Setelah  gambar  rancangan  selesai  dibuat,  maka langkah  selanjutnya  adalah  pengumpulan  dan  penyiapan komponen dari alat yang akan dibuat sesuai dengan Tabel 2.
Tabel 2. Daftar komponen alat
No Nama Komponen Jumlah Satuan Keterangan 1  Rangka dudukan alat 1 unit dibuat sendiri, dengan referensi gambar 4.4. sampai 4.7. 2  Rangka sepeda 1 set 3  Meat Mincer 1 unit model no. 32 4  Tempat duduk sepeda 1 set 5  Setang 1 set 6  Poros Kayuhan 1 set 7  Roda belakang komplet 1 set ukuran 26 inchi 8  Poros dan freehub 2 set Shimano SIS dan Shimano Altus 9  Sproket 11T 1 unit ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 10  Sproket 15T 1 unit ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 11  Sproket 18T, 21T, 24T 1 set ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 12  Sproket 24T 1 unit ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 13  Sproket 34T 1 unit ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 14  Sproket 42T 1 unit ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 15  Rantai 112 pitch ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 16  Rantai 90 pitch ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 17  Rantai 94 pitch ukuran 40 (pitch 0,5 inchi) 18  Deraileur 2 set Shimano SIS dan Aochida 19  Mur dan baut 2 set M12 x 30, untuk mengikat garpu depan sepeda dengan rangka alat 20  Tuas pengatur deraileur 1 set 21  Klem U-bolt 2 set ukuran 1,5 inchi 22  Digital tachometer dan sensor proximity 2 set disatukan dalam 1 kotak panel 23  Mur dan baut 10 set M10 x 40, untuk mengikat alat pencetak dan roda castor ke rangka alat 24  Roda castor 2 unit dipasang pada kanan dan kiri rangka alat
3.6.    Pembuatan alat
Setelah  gambar  rancangan  dan  penyiapan  bahan dan  komponen  selesai  dilakukan,  maka  langkah selanjutnya  adalah  pembuatan  alat.  Komponen  dari  alat yang  pertama  kali  dibuat  adalah  rangka  dudukan  alat (Gambar 3).
Gambar 3. Rangka dudukan alat
Setelah  lapisan  cat  pada  rangka  alat  kering,  maka  semua komponen pembentuk alat dipasang pada rangka tersebut,
menggunakan  acuan  dari  gambar  rancangan  yang  sudah dibuat, yaitu: 1. Rangka sepeda yang sebelumnya sudah dipasang roda belakang, tempat duduk dan sproket N ₁ (34 T) beserta poros  kayuhannya  dirangkai  pada  rangka  alat menggunakan  2  (dua)  set U-bolt pada  sisi  depan  atas rangka  dan  2  (dua)  set  mur  dan  baut  pengikat  pada garpu depan.
2. Dua unit roda castor dipasang pada sisi kanan dan kiri dari rangka menggunakan 4 (empat) set mur dan baut M10 x 40.
3. Poros kedua ( freehub ) lengkap dengan sproket N ₂ (18 T, 21 T, 24 T) dan N ₃ (42 T) serta deraileur (Shimano SIS)  dipasang  pada  dudukannya  di  rangka  alat. Setelah  kedua  mur  pengikat  di  kedua  sisinya dikuatkan  selanjutnya  dipasang  rantai  (112 pitch ) untuk  menghubungkan  sproket  N ₁ dengan  N ₂ melaui kedua sproket pada deraileur dan dicoba gerakan dari spoket  dan  rantai  tersebut  sampai  dihasilkan  putaran yang lancar.
4. Poros ketiga ( freehub ) lengkap dengan sproket N ₄ (11 T)  dan  N ₅ (24  T)  serta deraileur (Aochida)  dipasang pada  dudukannya  di  rangka  alat.  Setelah  kedua  mur pengikat  di  kedua  sisinya  dikuatkan  selanjutnya dipasang  rantai  (90 pitch )  untuk  menghubungkan sproket N ₃ dengan N ₄ dan dicoba gerakan dari spoket dan  rantai  tersebut  sampai  dihasilkan  putaran  yang lancar.
5. Alat  pencetak  pelet,  beserta  sproket  N ₆ (15  T) dipasang  pada  dudukannya  menggunakan  4  (empat) set mur dan baut M10 x 40. Setelah terpasang dengan kuat, dipasang rantai (94 pitch ) untuk menghubungkan sproket  N ₅ dengan  N ₆ melaui  kedua  sproket  pada deraileur (Aochida)  dan  dicoba  gerakan  dari  spoket dan  rantai  tersebut  sampai  dihasilkan  putaran  yang lancar.
6. Pada deraileur (Shimano  SIS)  dipasang  kawat  sling yang  tersambung  ke  tuas  pengontrol  pilihan  besarnya sproket  N ₂ .  Tuas  pengontrol  tersebut  dipasang  pada setang sepeda.
7. Pada  setang  sepeda  juga  terdapat  sebuah  kotak  panel yang  berisi  dua  alat  digital tachometer untuk mengetahui  besarnya  kecepatan  putaran  poros kayuhan ( driver ) dan poros alat pencetak ( driven ).
8. Sensor pembaca putaran poros kayuhan dipasang pada dudukannya  yang  terdapat  di  rangka  sepeda  dekat dengan poros kayuhan.
9. Sensor pembaca putaran poros alat pencetak dipasang pada  dudukannya  yang  terdapat  di  rangka  alat  dekat dengan alat pencetak pelet (Gambar 4).
Gambar 4 . Rangkaian lengkap mesin pembuat pelet
3.7.    Pengujian alat
Setelah semua komponen alat dirangkai, selanjutnya dilakukan pengujian untuk mengetahui bahwa alat berfungsi sesuai dengan harapan dan rancangan awal, yaitu  mendapatkan  kecepatan  putaran  akhir  pada  poros alat pencetak sebesar 626 rpm.  Pengujian dilakukan pada ketiga kombinasi total rasio (TV), dengan nilai VR ₁ yang berbeda-beda,  tiap  kombinasi  total  rasio  sebanyak  tiga kali  pengulangan,  dan  pada  tiap  pengujian  dilakukan sepuluh kali pengamatan pada kondisi alat pencetak tanpa beban.  Pengukuran  menggunakan  dua  buah  digital tachometer yang terpasang pada kotak yang diletakkan di setang  sepeda,  untuk  mengukur  kecepatan  putaran kayuhan  penggerak  ( driver )  dan  kecepatan  putaran  alat pencetak  pelet  ( driven ).  Kemudian  hasil  dari  pengujian tersebut diperbandingkan (Gambar 5, 6 dan 7).
Gambar 5. Grafik perbandingan putaran output teoritis dengan aktual pengujian pertama pada N ₂ = 24 T
Gambar 6. Grafik perbandingan putaran output teoritis dengan aktual pengujian kedua pada N ₂ = 24 T
Gambar 7. Grafik perbandingan putaran output teoritis dengan aktual pengujian ketiga pada N ₂ = 24 T
(Gambar  5,  Gambar  6  dan  Gambar  7)  menunjukkan bahwa  nilai  perhitungan  teoritis  yang  telah  dilakukan memiliki  kedekatan  dengan  nilai  aktualnya  (kecepatan putaran).  Artinya,  alternatif  ukuran  sproket  yang digunakan  dalam  perancangan  alat  pembuat  pakan  pelet ini  mampu  mencapai  target  pencapaian  yang  diharapkan yaitu sebesar 626 rpm.  Beberapa pengulangan pengujian, kecepatan  putaran  poros  bahkan  dapat    mencapai kecepatan  sebesar  675  rpm.  Kondisi  ini  sekaligus  juga menjelaskan  bahwa  adanya  hubungan  antara  besar  input (gaya)  terhadap  output  (kecepatan  putaran)  yang dihasilkan. Walaupun dalam beberapa pengujian, inkonsistensi  kecepatan  putaran  masih  terjadi  dibeberapa pengulangan  pengujian.  Nilai  kecepatan  putaran  poros dapat dilihat pada Tabel 3.
Dari  hasil  pengukuran  pengujian  alat  dapat diketahui bahwa kecepatan putaran poros alat sebesar 626 rpm  sudah  dapat  dicapai  dengan  kecepatan  kayuhan sebesar 54 rpm saat N ₂ = 18 T,  63 rpm  saat N ₂ = 21 T, dan 72 rpm  saat N ₂ = 24 T. sedangkan besarnya ukuran sproket  yang  digunakan  masing-masing  sebesar  N ₁ =  34 T, sproket N ₂ = 18T, 21 T dan 24 T, sproket N ₃ = 42 T, sproket N ₄ = 11 T, sproket N ₅ = 24 T dan sproket N ₆ = 15 T.
Tabel  3. Perbandingan  putaran  output  aktual  dengan teoritis pada N ₂ = 24 T
N ₂ = 24T, TV = 0,116 rpm Pengamatan I II  III  IV V  VI  VII VIII  IX X Pengu- jian pertama ω input (rpm) 77  78  63  75  67  74  72  72  73  77 ω output (rpm) 628  681  598  647  609  642  634  634  641  661 Pengu- jian kedua ω input (rpm) 61  71  73  74  69  71  76  78  75  74 ω output (rpm) 530  613  628  641  606  617  665  675  665  654 Pengu- jian ketiga ω input (rpm) 64  70  73  75  77  75  74  75  77  78 ω output (rpm) 514  615  649  673  675  672  676  654  660  683

## 4. Kesimpulan
Untuk  mendapatkan  kecepatan  putaran  poros  diatas 626  rpm  maka  ukuran  sproket  pada  poros  penggerak dimesin pembuat pakan pelet adalah  N ₁ = 34 T, sproket N ₂ = 18T, 21 T dan 24 T, sproket N ₃ = 42 T, sproket N ₄ = 11  T,  sproket  N ₅ =  24  T  dan  sproket  N ₆ =  15  T. Kedepannya, penelitian ini diharapkan dapat memperluas variabel penelitian  yang tidak hanya sebatas pada ukuran sproket,  namun  juga  pada  komponen  lain  seperti  alat pemotong  pakan  untuk  mendapatkan  produk  pakan  yang seragam,  pemisah  pakan  sampai  pada  studi  kelayakan produk  yang  dihasilkan.  Dari  hasil  kajian  tersebut, diharapkan  akan  diperoleh  satu  produk  utuh  yang  bukan hanya  berupa  hasil  kajian  penelitian  saja,  namun  juga memilki nilai komersil.

## Ucapan Terima Kasih
Mengucapkan  terima  kasih  pada  Program  Studi Teknik  Industri  Universitas  Putera  Batam  yang  telah memberikan  rekomendasi  pendanaan  penelitian  dan LPPM  Universitas  Putera  Batam  yang  telah  mendukung pendanaan  penelitian  ini,  serta  berbagai  pihak  yang terlibat langsung untuk mendukung keberhasilan kegiatan penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Fujita,  Y.  dkk.  (2014).  Efficiency  Variation  in  Cycling Exercise  Related  to  Cadence  and  Work  Rate Standardized by Ventilatory Threshold, International. Journal  of  Sport  and  Health Science ,Vol.12, 38-46.
Garg, Vishal dkk. (2013). Design and Experimental Setup of  Pedal  Operated  Water  Pump. International Journal  of  Engineering  Research  &  Technology , 2(1).
Gehlot,  Vishal,  dkk.  (2015).  Design  and  Fabrication  of Pedal  Operated  Air  Compressor.  International Journal of Science and Research, 4(1).
Leksono, Y. K., Setiyo, Y., Tika, I W.(2014). Modifikasi Mesin  Pencetak  Pakan  Budidaya  Lele  Berbentuk Pelet  dengan  Kebutuhan  Daya  Rendah. Biosistem dan  Teknik  Pertanian ,  2(1).  Diakses  dari: < https://ojs.unud.ac.id/index.php/beta/article/view/ 16652 >
Muliantara,  Agus  (2012).  Penentuan  Komposisi  Bahan Pakan Ikan Lele Yang Optimal Dengan Menggunakan Metode Iwo-Subtractive Clustering. Jurnal Ilmu Komputer, 5(2), 23-28.
Myszka,  David  H.  (2012). Machines  and  mechanisms: applied  kinematic  analysis .  New  Jersey:  Prentice Hall-Pearson Education.
Sreejith,  K.  dkk.  (2014).  Experimental  Investigation  of Pedal  Powered  Centrifugal  Pump. International Journal of Engineering And Science , 4(8).
Subash,  R.  dkk.  (2014).  Fabrication  of  pedal  powered hacksaw  using  dual  chain  drive. International Journal of Engineering & Technology , 3(2).
Syahputra, Adrian (2010). Rancang Bangun Alat Pembuat Pakan  Ikan  Mas  dan  Ikan  Lele  Bentuk  Pelet . Skripsi.  Medan:  Departemen  Teknologi  Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Tjahjanti,  Prantasi  Harmi  dkk  (2013). Pembuatan  pakan ikan  dan  mesin  pellet  untuk  kelompok  petani tambak  lele  dan  ikan  nila  desa  penatar  sewu kabupaten  sidoarjo .  Skripsi.  Sidoarjo:  Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo.