Jurnal Keteknikan Pertanian (JTEP) terakreditasi berdasarkan SK Dirjen Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Ristek Dikti Nomor I/E/KPT/2015 tanggal 21 September 2015. Selain itu, JTEP juga telah terdaftar pada Crossref dan telah memiliki Digital Object Identifier (DOI) dan telah terindeks pada ISJD, IPI, Google Scholar dan DOAJ. JTEP terbit tiga kali setahun yaitu bulan April, Agustus dan Desember, Jurnal berkala ilmiah ini berkiprah dalam pengembangan ilmu keteknikan untuk pertanian tropika dan lingkungan hayati. Penulis makalah tidak dibatasi pada anggota PERTETA tetapi terbuka bagi masyarakat umum. Lingkup makalah, antara lain meliputi teknik sumberdaya lahan dan air, alat dan mesin budidaya pertanian, lingkungan dan bangunan pertanian, energi alternatif dan elektrifikasi, ergonomika dan elektronika pertanian, teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, manajemen dan sistem informasi pertanian. Makalah dikelompokkan dalam invited paper yang menyajikan isu aktual nasional dan internasional, review perkembangan penelitian, atau penerapan ilmu dan teknologi, technical paper hasil penelitian, penerapan, atau diseminasi, serta research methodology berkaitan pengembangan modul, metode, prosedur, program aplikasi, dan lain sebagainya. Penulisan naskah harus mengikuti panduan penulisan seperti tercantum pada website dan naskah dikirim secara elektronik ( online submission ) melalui http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep.

## Penanggungjawab:
Ketua Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian,IPB Ketua Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia
Dewan Redaksi: Ketua : Yohanes Aris Purwanto (Scopus ID: 6506369700, IPB University) Anggota : Abdul Hamid Adom (Scopus ID: 6506600412, University Malaysia Perlis) ( editorial Addy Wahyudie (Scopus ID: 35306119500, United Arab Emirates University) board ) Budi Indra Setiawan (Scopus ID: 55574122266, IPB University) Balasuriya M.S. Jinendra (Scopus ID: 30467710700, University of Ruhuna) Bambang Purwantana (Scopus ID: 6506901423, Universitas Gadjah Mada) Bambang Susilo (Scopus ID: 54418036400, Universitas Brawijaya) Daniel Saputera (Scopus ID: 6507392012, Universitas Sriwjaya) Han Shuqing (Scopus ID: 55039915600, China Agricultural University) Hiroshi Shimizu (Scopus ID: 7404366016, Kyoto University)
I Made Anom Sutrisna Wijaya (Scopus ID: 56530783200, Universitas Udayana)
Agus Arif Munawar (Scopus ID: 56515099300, Universitas Syahkuala) Armansyah H. Tambunan (Scopus ID: 57196349366, IPB University)
Kudang Boro Seminar (Scopus ID: 54897890200, IPB University)
M. Rahman (Scopus ID: 7404134933, Bangladesh Agricultural University)
Machmud Achmad (Scopus ID: 57191342583, Universitas Hasanuddin) Muhammad Makky (Scopus ID: 55630259900, Universitas Andalas) Muhammad Yulianto (Scopus ID: 54407688300, IPB University & Waseda University) Nanik Purwanti (Scopus ID: 23101232200, IPB University & Teagasc Food Research Center Irlandia) Pastor P. Garcia (Scopus ID: 57188872339, Visayas State University) Rosnah Shamsudin (Scopus ID: 6507783529, Universitas Putra Malaysia)
Salengke (Scopus ID: 6507093353, Universitas Hasanuddin) Sate Sampattagul (Scopus ID: 7801640861, Chiang Mai University) Subramaniam Sathivel (Scopus ID: 6602242315, Louisiana State University) Shinichiro Kuroki (Scopus ID: 57052393500, Kobe University) Siswoyo Soekarno (Scopus ID: 57200222075, Universitas Jember) Tetsuya Araki (Scopus ID: 55628028600, The University of Tokyo)
Tusan Park (Scopus ID: 57202780408, Kyungpook National University)
P-ISSN 2407-0475  E-ISSN 2338-8439 Vol. 7, No. 2. Agustus 2019
Redaksi Pelaksana: Ketua : Usman Ahmad (Scopus ID: 55947981500, IPB University) Sekretaris   :  Lenny Saulia (Scopus ID: 16744818700, IPB University) Bendahara   :  Dyah Wulandani (Scopus ID: 1883926600, IPB University) Anggota :  Satyanto Krido Saptomo (Scopus ID: 6507219391, IPB University) Slamet Widodo (Scopus ID: 22636442900, IPB University) Liyantono (Scopus ID: 54906200300, IPB University) Leopold Oscar Nelwan (Scopus ID: 56088768900, IPB University)
I Wayan Astika (Scopus ID: 43461110500, IPB University) Agus Ghautsun Niam ( Scopus ID:  57205687481, IPB University) Administrasi :  Diana Nursolehat (IPB University)
Penerbit: Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia (PERTETA) bekerjasama dengan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.
Alamat: Jurnal Keteknikan Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Kampus Institut Pertanian Bogor, Bogor 16680. Telp. 0251-8624 503, Fax 0251-8623 026, E-mail: jtep@ipb.ac.id atau jurnaltep@yahoo.com Website: web.ipb.ac.id/~jtep  atau http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
Rekening: BRI, KCP-IPB, No.0595-01-003461-50-9 a/n: Jurnal Keteknikan Pertanian
Percetakan: PT. Binakerta Makmur Saputra, Jakarta

## Pengantar Redaksi

## Ucapan Terima Kasih
Redaksi Jurnal Keteknikan Pertanian mengucapkan terima kasih kepada para Mitra Bebestari yang telah menelaah ( me-review ) Naskah pada penerbitan Vol. 7 No. 2 Agustus 2019. Ucapan terima kasih disampaikan kepada: Prof. Dr. Ir. Bambang Purwantana, M.Agr (Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada), Bayu Dwi Apri Nugroho, PhD (Fakultas Teknologi Pertanian,Universitas Gadjah Mada), Ir. Darma, M.Si, Ph.D ( Fakultas Pertanian, Universitas Papua), Ir. Siti Mariana Widayanti, M.Si (Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian), Prof.Dr.Ir. Tineke Mandang, (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Radite Praeko  Agus Setiawan, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Leopold Oscar Nelwan, MSi (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Lenny Saulia, MSi (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr. Chusnul Arif, S.TP, MS (Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor)

## Technical Paper

## Pengembangan Prototipe dan Pengujian Traktor Satu Roda untuk Pemeliharaan Tanaman Padi

## Prototyping and Performance Test of Single Wheel Tractor for Rice Plants Maintenance
Jusran, Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan, Institut Pertanian Bogor. Email: jusranrinding3@gmail.com
Radite Praeko Agus Setiawan, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Institut Pertanian Bogor. Email: raditepas@gmail.com
I Dewa Made Subrata, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Institut Pertanian Bogor. Email: dewamadesubrata.ipb@gmail.com

## Abstract
Most of paddy fields in Indonesia are not consolidated, therefore, soil hardpan usually not exist. With no  soil  hardpan,  mobility  of  any  machine  for  crop  maintenance  is  very  difficult  even  in  some  places  is almost impossible. Until now crop maintenance such as weeding, spraying and spreading fertilizer was done manually by labor. Then mechanization is required to replace the labour which is not available or very expensive. Hence, this study conducted with objective to make a prototype II of a single wheel tractor for crop maintenance operated in deep mud field or in an unconsolidated paddy field. The study also did performance test of a single wheel tractor to measure the tractor speed, traction, sinkage, and slip of wheel when  operated  in  rice  plants  field.  The  results  of  performance  test  showed  that  the  speed  average  of wheels with straight lug and curved lug respectively were 1.15 km/hour and 0.97 km/hour. The average of sinkage and slip of wheels with straight lug and curved lug respectively were 24.8 cm, 25.9 cm and 38.7%, 26.12%. The results of performance test olso showed that the traction average of wheel with straight lug and curved lug respectively were 45.8 kg and 41.5 kg.
Keywords : Single wheel tractor, paddy field, traction, sinkage, slip

## Abstrak
Umumnya lahan persawahan di Indonesia tidak terkonsolidasi, sehingga tidak memiliki lapisan tanah yang keras pada kedalaman tertentu. Kondisi tersebut menyebabkan mobilitas mesin untuk pemeliharaan tanaman menjadi sangat sulit bahkan dibeberapa tempat hampir tidak memungkinkan. Sampai sekarang pemeliharaan tanaman seperti penyiangan, penyemprotan dan pemupukan dilakukan secara manual sehingga biaya produksi menjadi mahal. Untuk mengatasi masalah tersebut, maka diperlukan mekanisasi pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototype II traktor satu roda untuk pemeliharaan tanaman pada lahan sawah berlumpur dalam atau tidak terkonsolidasi. Parameter kinerja traktor satu roda yang diuji meliputi: kecepatan maju, traksi, sinkage dan slip pada roda ketika beroperasi di lahan padi sawah. Pengujian dilakukan menggunakan dua perlakuan bentuk sirip roda yaitu sirip lurus dan sirip kurva. Hasil uji kinerja menunjukkan bahwa rataan kecepatan roda sirip lurus dan sirip kurva adalah 1.15 km/jam dan 0.97 km/jam. Rataan sinkage dan slip kedua roda sirip lurus dan sirip kurva berturut-turut 24.8 cm, 25.9 cm dan 38.7%, 26.12%. Uji kinerja juga menunjukkan bahwa rataan traksi roda sirip lurus dan sirip kurva adalah 45.8 kg dan 41.5 kg.
Kata Kunci : traktor satu roda, lahan sawah, traksi , sinkage, slip
Diterima: 12 Maret 2019; Disetujui: 18 Juni 2019
, Agustus 2019
Vol. 7 No. 2, p 147-154
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439
Jusran, et al.

## Latar Belakang
Pada umumnya lahan persawahan di Indonesia memiliki lapisan tanah permukaan yang dalam, tidak memiliki lapisan yang padat ( hardpan ), bahkan kedalamannya cenderung meningkat dari tahun ke tahun akibat endapan lumpur yang dibawa oleh aliran air irigasi. Tidak terbentuknya hardpan mengakibatkan lalu lintas roda traktor atau mesin pemeliharaan tanaman padi menjadi sangat sulit karena roda tenggelam terlalu dalam.
Usaha untuk mengkonversi lahan persawahan yang tidak terkonsolidasi menjadi lahan terkonsolidasi belum banyak dilakukan di Indonesia karena membutuhkan biaya yang besar sehingga belum menjadi opsi bagi para petani. Disisi lain, penggunaan mekanisasi pada lahan persawahan yang tidak terkonsolidasi  menimbulkan  inefisiensi  yang  besar pada performansi mesin.
Penelitian yang dilakukan oleh Ubaidillah (2016) yang menguji kinerja traksi roda ramping menggunakan traktor tangan dan Taufiq et al. (2017) yang menguji roda sangkar dengan beberapa variasi sudut sirip pada lahan yang tidak terkonsolidasi menunjukkan bahwa efisiensi traksi tertinggi yang diperoleh secara berurutan yaitu 27.18% dengan sudut sirip 30 o dan 47.81% dengan sudut sirip 30 o . Hasil penelitian tersebut mengkonfirmasi inefisiensi performansi traktor pada lahan yang tidak terkonsolidasi yang cukup besar. Setiawan et al. (2013) membuat disain traktor ringan ( light tractor ) untuk kegiatan pemeliharaan tanaman padi seperti: pemupukan, penyemprotan dan penyiangan. Traktor menggunakan roda traksi tunggal sebagai alat penggerak traktor. Roda traksi didisain untuk dapat beroperasi pada lahan persawahan dengan kedalaman 20-30 cm. Diameter luar roda traksi 740 mm dan dilengkapi dengan delapan sirip. Roda traksi didisain ramping dan disesuaikan dengan jarak tanam agar dapat bergerak diantara barisan tanaman padi tanpa merusak tanaman. Untuk memudahkan mobilitas traktor, pada bagian belakang dilengkapi dengan slider yang juga berfungsi untuk menopang body traktor. Disain traktor ringan beroda satu untuk kegiatan pemeliharaan tanaman padi dipilih karena konstruksinya yang lebih mudah dan sederhana. Selain itu, dengan bobot yang ringan, traktor bisa diangkat oleh operatornya ketika roda traktor tenggelam dan macet akibat lumpur yang terlalu dalam. Disain traktor kemudian dibuat dalam bentuk prototipe dan dilanjutkan dengan pengujian fungsional untuk mengetahui apakah semua komponen utama dari traktor berfungsi dengan baik atau tidak. Hasil pengamatan uji fungsional prototipe traktor ringan beroda satu yang telah dibuat menunjukkan beberapa komponen utama traktor tidak berfungsi dengan baik yakni: roda traksi, sistem kopling dan sistem transmisi. Letak mesin dan gearbox yang tidak tepat menghasilkan ketidakseimbangan dan ground clearance yang terlalu rendah pada traktor satu roda.
Untuk memperbaiki permasalahan pada traktor, maka diperlukan perubahan disain traktor ringan beroda satu dengan cara memodifikasi disain traktor satu roda.
Tujuan penelitian ini adalah membuat pengembangan prototipe dan menguji kinerja traktor satu roda yang dapat digunakan untuk pemeliharaan tanaman padi sawah.

## Bahan dan Metode
Penelitian dilakukan mulai Desember 2016 sampai Januari 2018. Pembuatan dan perakitan prototipe II traktor satu roda dilaksanakan di bengkel Metanium Siswadi Soepardjo, Fateta – IPB sedangkan uji kinerja dilakukan di lahan sawah laboratorium Lapangan Siswadi Soepardjo, Fateta – IPB.
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini dikelompokkan ke dalam 2 bagian besar, yaitu: (1). Pada tahap disain gambar dan pabrikasi menggunakan software solid works, excel dan berbagai bahan konstruksi (besi plat, holo, silinder, sproket, gearbox , chain , puli, sabuk, dan peralatan perbengkelan lainnya), (2). Pada tahap pengujian menggunakan prototipe traktor satu roda, 1 unit laptop, kamera, beberapa instrumen alat ukur dan sensor (meteran, strain gauge, strain amplifier, handy strain, data logger, tachometer, potensiometer ). Satu unit mesin honda GX 160 4 tak digunakan sebagai tenaga penggerak prototipe traktor satu roda.
Tahapan Penelitian Penelitian dilakukan dalam 2 tahapan, yaitu: 1. Tahap  modifikasi  gambar  disain  dan  pembuatan prototipe II traktor satu roda. 2. Tahap pengujian.

## Modifikasi Gambar Disain dan Pembuatan
Prototipe II Traktor Satu Roda Tahapan modifikasi gambar disain dan pembuatan protipe II traktor satu roda dimulai dengan melakukan evaluasi terhadap konsep disain traktor satu roda yang telah ada. Beberapa bagian yang dievaluasi yakni posisi komponen utama seperti enjin, gearbox dan slider . Berikutnya yakni sistem keseimbangan traktor, sistem transmisi, kopling, disain roda dan ground clearance traktor. Hasil evaluasi kemudian dijadikan sebagai  bahan  analisis  untuk  melakukan  modifikasi disain.
Tahapan selanjutnya yaitu membuat analisis disain. Untuk memperbaiki keseimbangan traktor maka dilakukan perubahan posisi pada gearbox dengan cara menempatkan gearbox sejajar dengan enjin sehingga posisi gearbox dan enjin berada diatas roda traksi. Perubahan posisi gearbox juga membuat ground clearance traktor menjadi lebih baik, karena gearbox yang sebelumnya terhubung langsung dengan poros roda, digantikan dengan pillow block bearing yang ukurannya jauh lebih kecil dan tidak memerlukan dudukan yang besar sebagaimana dudukan gearbox . Sistem transmisi daya dari enjin

## Volume 7, 2019
ke poros roda ditransmisikan dari enjin ke gearbox melaui sabuk dan puli, kemudian dari gearbox daya ditransmisikan ke poros roda melalui rantai dan sproket. Penggunaan rantai dan sproket untuk transmisi daya bertujuan untuk meminimalkan slip yang terjadi pada sistem trasmisi. Sirip roda didisain lebih tinggi untuk menghasilkan cengkraman yang lebih baik, disain slider lebih panjang dan kopling lebih disederhanakan. Tahap selanjutnya yaitu dengan membuat gambar kerja menggunakan perangkat solid works , kemudian pembuatan prototipe dan pengujian traktor. Jika kinerja traktor belum baik maka kembali ketahap analisis disain untuk melakukan perbaikan disain traktor satu roda.

## Rancangan Fungsional
Roda pada traktor satu roda berfungsi untuk menghasilkan gaya traksi. Karena roda akan beroperasi pada lahan padi sawah yang berlumpur, maka disain roda perlu dilengkapi dengan sirip besi untuk menghasilkan traksi. Desain sirip roda akan disesuaikan dengan jarak tanam padi sehingga memungkinkan roda mampu melintas disela-sela tanaman  padi  tanpa  merusak  fisik  tanaman  padi, sedangkan ukuran roda terkait dengan tinggi ground clearance alat. Ukuran roda didasarkan pada pengukuran sinkage roda dan tinggi tanaman pada saat operasi.
Mesin honda GX 160 berdaya 4.8 HP/3600 rpm, digunakan sebagai tenaga penggerak untuk menggerakkan traktor satu roda. Untuk mentransmisikan daya mesin ke roda traktor maka digunakan sabuk - puli yang terhubung ke gear box . Selanjutkan daya ditransmisikan dari gear box ke roda menggunakan rantai-sproket untuk meminimalisir slip. Reduksi kecepatan putaran enjin juga terjadi dalam proses transmisi daya di puli, gear box dan sproket, sehingga menghasilkan putaran yang rendah pada roda bersirip.
Traktor yang dibuat pada penelitian ini merupakan jenis traktor beroda satu, dimana roda penggerak hanya terpasang pada bagian depan, sedangkan pada bagian belakang berupa slider yang akan menghasilkan gaya luncuran ketika mendapat gaya tarik. Ukuran slider disesuaikan dengan jarak tanam padi sehingga tidak merusak tanaman padi dan diharapkan mampu menopang bobot traktor antara 40% - 70% dari total bobot traktor.
Sistem kendali traktor satu roda menggunakan setir untuk mengendalikan arah gerakan maju traktor. Untuk mengendalikan tenaga enjin, maka digunakan kopling sabuk tipe tegangan idler . Sebagai sistem kendali yang berfungsi menyalurkan tenaga dengan tanpa kejutan dan melepaskan tenaga dengan cepat dari seluruh bagian mesin, kopling juga berfungsi sebagai rem pada traktor satu roda.

## Analisis Teknik
1.  Kecepatan maju Kisaran kecepatan maju traktor dalam berbagai
kerja lapang berkisar antara 0.5–0.7 m/s atau 1.8–2.5 km/jam (Sakai et al. 1998). Untuk menghitung besaran kecepatan maju traktor digunakan persamaan:
(1) Dimana : v = kecepatan maju traktor (m/s) s = jarak tempuh (m) t = waktu (s)
2.  Slip roda traksi , secara matematis dapat dihitung dengan persamaan:
(2)
Dimana: S = slip roda traksi (%) S b = jarak yang ditempuh putaran roda dengan beban (m) S 0 = jarak yang ditempuh putaran roda tanpa beban (m)
3.  Diameter Roda Roda pada traktor satu roda diharapkan mampu menopang beban hingga 30–40% total berat traktor, slip antara 30–50% dan ketenggelaman roda antara 20–30 cm. Ukuran diameter roda minimum ditentukan dengan persamaan:
R w = H t + H c + Z (3)
Dimana : R w = jari-jari luar roda (cm)
H t = jari-jari gear box (cm) H c = ground clearance Z = ketenggelaman roda ( sinkage ) (cm)
4.  Jumlah Sirip Menurut Sakai et al. (1998), jumlah sirip minimum untuk lahan sawah antara 8–12 buah, sedangkan berdasarkan nilai slip lahan berkisar antara 9–20 buah. Menurut Setiawan et al. (2013), jumlah sirip dengan slip 30% berjumlah 8, sedangkan pada kondisi ekstrim dimana slip 50%, maka jumlah sirip menjadi 6. Penentuan jumlah sirip roda menggunakan persamaan:
(4)
N l = jumlah sirip S = slip (%)
5.  Lebar sirip Untuk merencanakan luas penampang sirip roda harus dipertimbangkan besar spasi antara sirip dan spasi horizontal antar sirip dengan menggunakan persamaan:
(5)
(6)
Jusran, et al.
Dimana: S as = jarak spasi antar sirip (cm) S hs = jarak spasi horizontal antar sirip (cm) J s = jumlah sirip roda S = slip roda Lebar sirip efisien adalah ≤ 0.75 S hs 6. Koefisien traksi (C t ) Koefisien traksi adalah perbandingan antara gaya tarik pada batang penarik traktor dengan berat dinamis yang membebani roda penggerak, dirumuskan dalam persamaan:
(7)
Dimana: Ct = koefisien traksi ( coefficient of traction ) DBP = gaya tarik pada batang penarik ( drawbar pull ), (kg) W = berat dinamis yang membebani roda penggerak, (kg)
Pengujian Fungsional Prototipe II Traktor Satu Roda
Prototipe II traktor satu roda dari hasil modifikasi perancangan kemudian diuji untuk melihat kinerja fungsional dari masing-masing komponennya. Pengujian awal dilakukan pada lahan kering tanpa beban, kemudian dilanjutkan dengan pengujian dengan beban. Jika pengujian pada lahan kering tidak memberikan hasil yang baik, maka dilakukan modifikasi  dan  perbaikan  desain.  Jika  memberikan kinerja yang baik, maka dilakukan pengujian pada lahan sawah berlumpur tanpa genangan air untuk memudahkan pengamatan baik tanpa beban maupun dengan beban. Selama pengujian, parameter kerja fungsional yang diamati dan menjadi ukuran keberhasilan pengujian meliputi: kinerja roda, kopling, rantai-sproket, sabuk-puli, slider, kecepatan maju dan keseimbangan traktor saat beroperasi.
Pengujian pada Lahan Sawah Pengujian pada tahapan ini dilakukan mengunakan dua perlakuan roda dengan sirip berbeda (lurus dan kurva) yang dilakukan secara bergantian, dimana setiap pengujian dilakukan dengan 2 kali pengulangan. Pengujian dilakukan pada saat umur tanam padi mencapai satu bulan setelah tanam.

## Parameter yang Diukur dalam Pengujian pada
Lahan Sawah Selama pengujian, parameter yang diukur sebagai tolak ukur keberhasilan adalah kinerja traksi. Kinerja traksi diperoleh dengan mengukur parameter- parameter seperti: 1) kecepatan maju traktor, 2) torsi pada poros roda, 3) kecepatan putar roda, 4) ketenggelaman roda ( sinkage ), 5) slip roda, 6) traksi, 7)  koefisien  traksi  (CT).  Pengukuran  parameter- parameter tersebut dapat dilakukan dengan membuat instrumen pengujinya.
a.  Pengukuran Kecepatan Maju Traktor Kecepatan maju traktor diukur dengan
menggunakan kamera dan meteran berdasarkan jarak lintasan yang telah ditentukan. Pengukuran dilakukan pada tiga lajur lintasan dengan jarak lintasan masing- masing 10 meter. Cara pengukuran kecepatan maju traktor adalah dengan merekam pergerakan maju traktor sejak dari titik awal hingga titik akhir lintasan. Berdasarkan hasil rekaman kamera, maka dapat diketahui waktu yang dibutuhkan oleh traktor satu roda untuk menempuh jarak pada setiap lajur lintasan.

## b.  Pengukuran Torsi Poros Penggerak Roda
Nilai torsi pada poros penggerak roda saat uji kinerja traktor satu roda diukur dengan sebuah unit sensor strain gauge yang dipasang pada poros gearbox dan terhubung dengan slip ring pada ujung gearbox . Sensor strain gauge bekerja dengan mengukur regangan yang terjadi ketika poros mendapatkan beban. Nilai torsi diperoleh setelah nilai regangan yang diukur oleh sensor strain gauge yang terjadi pada poros gearbox masuk ke strain  amplifier , diteruskan ke data logger dan ke PC. Flens poros berfungsi menghubungkan poros gearbox dengan slip ring. Flens akan berputar mengikuti putaran poros, sedangkan slip ring dipertahankan dalam kondisi diam sehingga memungkinkan sambungan kabel dari sensor strain gauge tidak ikut berputar searah putaran poros.
c.  Pengukuran Kecepatan Putar Roda Kecepatan putar roda traktor diukur dengan cara merekam putaran roda menggunakan video kamera ketika traktor bergerak maju diatas lintasan lahan sawah yang telah ditentukan. Pada salah satu bagian lingkaran roda ditandai dengan ikatan tali rapiah untuk memudahkan pengamatan. Hasil kecepatan putar roda diperoleh dengan mengamati waktu (s) yang dibutuhkan roda dalam 1 kali putaran roda traktor satu roda, kemudian dikonversi kedalam rotasi per menit (RPM).

## d.  Pengukuran Ketenggelaman Roda (Sinkage)
Ketenggelaman roda traktor dapat diukur dengan menggunakan sebuah sensor potentiometer yang terpasang pada sebuah mekanisme menyerupai papan ski. Mekanisme papan ski dilengkapi lengan yang berengsel dan terhubung ke poros roda sehingga memudahkan manuver papan ski diatas permukaan lahan sawah mengikuti pergerakan roda traktor.
Sensor potensiometer menghasilkan data gerakan naik dan turun papan ski mengikuti pola gerakan roda. Data dari potensiometer tersebut direkam dan dikirim ke data logger yang langsung terhubung pada sebuah unit laptop yang terpasang pada traktor yang sedang berjalan tersebut. Pembacaan data tegangan ( voltase ) dari data logger selanjutnya dikonversi kedalam satuan meter (m) sehingga dapat memberikan informasi ketenggelaman roda traktor satu roda pada saat pengujian. Skema rancangan pengukur ketenggelaman roda ( sinkage ) ditunjukkan pada Gambar 1.
Volume 7, 2019
e.  Pengukuran Slip Roda Slip roda merupakan perbandingan antara selisih jarak tempuh aktual dan jarak tempuh teoritis. Jarak tempuh teoritis diperoleh dengan cara mengukur jarak tempuh traktor dalam 5 kali putaran maju roda tanpa diberikan beban. jarak tempuh aktual, pengukuran dilakukan dengan cara mengukur jarak tempuh traktor dalam 5 kali putaran maju roda yang diberikan beban. Slip roda traksi akan terukur dalam persen (%).

## Kalibrasi Instrumentasi Pengukuran dan Sistem
Akuisisi Data Kalibrasi instrumentasi pengukuran untuk mendapatkan nilai torsi terukur pada poros, dilakukan dengan dua tahap yaitu; kalibrasi strain–torsi dan kalibrasi strain –tegangan. Kalibrasi strain–torsi menggunakan perangkat ukur strain gouge, handy strain meter, bridge box , poros, timbangan digital, beban, lengan beban. Kalibrasi strain –tegangan menggunakan perangkat ukur strain gauge , dynamic strain amplifier , brigde box , slip ring dan laptop. Tujuan dari kalibrasi strain–torsi dan kalibrasi strain –tegangan adalah untuk mendapatkan persamaan regresi strain–torsi dan strain –tegangan. Skema kalibrasi instrumentasi pengukuran ditunjukkan pada Gambar 3.
Persamaan torsi terukur dapat diperoleh dari kalibrasi strain -torsi dan kalibrasi strain –tegangan masing-masing akan menghasilkan suatu persamaan regresi. Persamaan strain -tegangan yang diperoleh kemudian disubsitusi ke dalam persamaan strain -torsi
sehingga diperoleh persamaan torsi terukur. Data hasil pengukuran selanjutnya diolah untuk memperoleh  grafik  torsi  pengujian.  Adapun  cara pengolahan data hasil pengukuran adalah mencari tegangan maksimum, tegangan minimum, rata-rata tegangan sebelum traktor maju (pada saat mesin hidup tanpa gerakan maju), dan rata-rata tegangan ketika traktor bergerak maju.
Voltase pengujian (V p ) yang digunakan untuk perhitungan torsi diperoleh dari persamaan berikut:
VP = Vb - Vtb (8)
Dimana: Vp = voltase pengujian (Volt) Vb = voltase mesin traktor menyala (Volt) Vtb = voltase traktor bergerak maju (Volt)
Torsi pengujian diperoleh dengan mensubsitusikan V p ke persamaan yang diperoleh dari hasil kalibrasi.
T = Vp x d x b (9)
Dimana : T = torsi terukur (Nm) V = voltase pengujian (Volt) d = gradien kurva hasil kalibrasi strain -tegangan (μs/Volt) b = gradien kurva hasil kalibrasi strain -torsi (Nm/μs)
Akuisisi data pengukuran torsi dan sinkage ditunjukkan dalam Gambar 3.
Gambar 1. Skema rancangan pengukur ketenggelaman roda ( sinkage ).
Personal Computer Strain Gauge Beban (kg) Bridge Box Handy strain meter kalibrasi strain- torsi Kalibrasi strain - tegangan Bridge Box Slip Ring Strain Gauge Gambar 2. Skema kalibrasi pengukuran torsi. Gambar 3. Skema akuisisi data pengukuran torsi dan data sinkage .
Personal Computer Data Logger Alur akusisi data torsi
Alur akusisi data Bridge Box Slip Ring Strain Gauge
Jusran, et al.

## Hasil dan Pembahasan
Prototipe II Traktor Satu Roda Beberapa bagian utama traktor roda satu yang telah berhasil dimodifikasi yaitu: posisi gearbox , rantai, puli, sabuk puli, sproket, kopling, slider , rangka utama, dudukan enjin dan gearbox , roda bersirip. Pengujian fungsional traktor roda satu pada lahan kering dan lahan sawah menunjukkan bahwa setiap komponen traktor yang dimodifikasi dapat bekerja dengan baik. Hasil  modifikasi  traktor  roda  satu  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Hasil Kalibrasi Torsi dan Sinkage Hasil kalibrasi pengukuran instrumentasi menunjukkan hubungan yang linier antara berbagai variable yang dikalibrasi yaitu hubungan antara strain – tegangan dan strain – torsi untuk mengukur nilai torsi serta sinkage – tegangan untuk mengukur ketenggelaman roda. Dengan demikian hasil pengukuran kalibrasi tersebut cukup akurat yang ditunjukkan  dengan  nilai  koefisien  determinasi  yang baik, di mana nilai R 2 strain -tegangan, strain -torsi dan sinkage secara berurutan adalah 1, 0.999 dan 0.987. Pengukuran kalibrasi torsi dan sinkage dalam bentuk grafik ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 4. Bentuk traktor roda satu setelah modifikasi. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1. Kemudi
2. Gearbox
3. Rantai
4. Rangka utama
5. Slider
6. Sproket
7. Roda traksi
8. Enjin
9. Sabuk puli
10. Kopling 11. Puli

## C
Gambar 5. Hasil kalibrasi pengukuran torsi dan sinkage .
A
B
Pengendalian Traktor Satu Roda di Lahan Sawah Sistem kemudi traktor menggunakan stang sepeda motor yang terhubung ke tungkai roda untuk mengendalikan arah gerakan traktor sesuai dengan keinginan operator. Untuk mengendalikan gerak maju dan berhenti traktor, maka traktor dilengkapi dengan kopling sabuk tipe tegangan idler , dioperasikan secara manual dan sekaligus berfungsi sebagai rem. Untuk menjaga keseimbangan traktor ketika beroperasi, maka traktor dilengkapi dengan tiga buah slider yang menopang bagian belakang traktor. Kelemahan dari sistem pengendalian traktor adalah pada saat traktor berbelok, operator harus memiliki tenaga yang prima untuk mengatasi gaya tolak dari roda ketika traktor berbelok arah dan juga beban pada roda yang berat.
Pengaruh Bentuk Sirip Roda Terhadap Kecepatan, Slip dan Sinkage Traktor Satu Roda Kecepatan maju traktor untuk kegiatan pemeliharaan tanaman padi seperti pemupukan, penyiangan dan penyemprotan berkisar antara 1.8–2.5 km/jam (Sakai et al. 1998). Kecepatan maju untuk traktor satu roda diharapkan 1.8 km/jam dengan perkiraan slip antara 30-50% dan sinkage 20-30 cm (Setiawan et al. 2013). Hasil pengujian kecepatan, slip dan sinkage disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan hasil uji kinerja traktor satu roda yang telah dilakukan, roda bersirip lurus dengan sudut 30 o menghasilkan kecepatan maju tertinggi, slip dan singkage terkecil pada L1, berikutnya L3 dan L2. Tren yang sama juga nampak pada roda sirip kurva sudut 80 o dimana kecepatan maju tertinggi, slip dan sinkage terkecil secara berurutan yaitu L2, L3 dan L1.
Kecepatan maju traktor sangat dipengaruhi oleh faktor slip dan s inkage . Semakin kecil nilai slip dan sinkage maka nilai kecepatan maju traktor semakin baik, sebaliknya semakin besar nilai slip dan sinkage roda, semakin memperkecil nilai kecepatan maju traktor satu roda.
Bentuk roda sirip lurus dengan sudut 30 o menghasilkan nilai rataan kecepatan maju sebesar 1.15 km/jam, lebih tinggi dibandingkan nilai rataan kecepatan maju roda sirip kurva dengan sudut 80 o sebesar 0.97 km/jam. Nilai rataan slip dan sinkage roda sirip lurus dengan sudut 30 o dan sirip kurva dengan sudut 80 o . berturut-turut sebesar 38.7%, 26.12% dan 24.8 cm, 25.9 cm.
Kinerja Traksi Traktor Satu Roda Beberapa parameter yang umum digunakan untuk menilai kinerja traksi yakni: slip, rasio traksi bersih (koefisien traksi), efisiensi traksi, rasio traksi kotor dan rasio tahanan gerak. Namun demikian, penelitian ini hanya  menggunakan  parameter  slip  dan  koefisien traksi dalam menilai kinerja roda traksi. Kinerja roda traksi disajikan dalam Tabel 2.
Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 2 tampak bahwa kenaikan nilai torsi searah dengan kenaikan nilai beban traksi sedangkan nilai slip cenderung kecil seperti yang terlihat pada L1, sebaliknya pada saat nilai slip besar, maka nilai torsi dan traksi akan menurun sebagaimana ditunjukkan L2 dan L3. Nilai slip yang besar menyebabkan menurunnya nilai torsi, traksi  dan  koefisien  traksi  karena  sebagian  tenaga terpakai untuk mengatasi tahanan guling roda.
Tabel 1. Hasil pengukuran kecepatan, slip dan sinkage .
Sirip Kecepatan Traktor Slip % Sinkage (cm) v (km/jam) n (rpm) ω(rad/s) Lurus 30 o
L1  1.29 12.0  1.3 24.93 23.2 L2  0.92 12.5  1.3 50.00 28.8 L3  1.20 12.5  1.3 41.18 22.5
Kurva 80 o L1  0.90 12.5  1.3 41.59 26.7 L2 1.13 12.5 1.3 11.41 24.4 L3  0.92 12.5  1.3 27.09 26.6
Keterangan : v = Kecepatan maju, n = Rotasi, ω = Kecepatan sudut, L=lintasan
Tabel 2. Hasil pengujian kinerja roda traksi sirip lurus dengan sudut 30 o .
Sirip 30 o Torsi Kec. Traktor F Z Slip CT (Nm)  v(km/jam)  ω(rad/s) n(rpm) (kg) (cm) (%)
L1  146.89 1.29  1.3  12.0 52.71 23.2 24.93 0.51 L2  81.61 0.92  1.3  12.5 40.79 28.8 50.00 0.39 L3 114.25 1.20  1.3  12.5 43.93 22.5 41.18 0.42
Keterangan: L= Lintasan, F= Traksi, Z= Sinkage , CT= Koefisien traksi
Jusran, et al.
Nilai  koefisien  traksi  tertinggi  diperoleh  ketika persentase  nilai  slip  kecil,  sebaliknya  nilai  koefisien traksi cenderung menurun pada saat persentase nilai slip  meningkat.  Semakin  besar  nilai  koefisien  traksi menunjukkan kinerja roda traksi yang semakin baik. Kinerja roda traksi sirip kurva ditunjukkan pada Tabel 3. Hasil uji kinerja roda traksi sirip kurva dengan sudut 80 o menunjukkan performa yang lebih rendah dibandingkan dengan performa roda traksi sirip lurus dengan sudut 30 o . Berbagai parameter yang digunakan sebagai ukuran kinerja seperti torsi, traksi, sinkage dan  koefisien  traksi  rata-rata  nilainya  lebih kecil. Namun demikian, nilai rataan slip roda traksi sirip kurva dengan sudut 80 o menunjukkan kinerja yang lebih baik dari roda traksi sirip lurus dengan sudut 30 o . Roda dengan sirip lurus menghasilkan traksi yang lebih besar dibandingkan dengan roda dengan sirip kurva. Rataan nilai traksi kedua roda tersebut yakni 45.8 kg dan 41.5 kg. Triratanasirichai et al. (1990) mengatakan bahwa sudut sirip yang lebih kecil (45 o dan 30 o ) menghasilkan tenaga tarik yang lebih besar jika dibandingkan dengan dengan sudut sirip yang lebih besar (60 o ). Penelitian lainnya Ubaidillah et al. (2017) yang melakukan pengujian roda ramping mengatakan bahwa roda dengan sudut sirip 30 o merupakan roda dengan spesifikasi terbaik dibandingkan dengan roda sudut sirip berturut – turut 45 o dan 60 o

## Simpulan
Hasil kalibrasi pengukuran torsi dan sinkage menunjukkan nilai R 2 yang cukup baik. Mekanisme pengendalian arah gerak maju traktor masih kaku. Kinerja roda sirip lurus dengan sudut 30 o lebih baik dari kinerja sirip kurva dengan sudut 80 o . Namun demikian, hasil pengujian kecepatan maju kedua roda traksi tersebut, yakni roda traksi sirip lurus dan roda traksi sirip kurva belum mencapai standar kecepatan maju traktor atau mesin pertanian untuk kegiatan pemeliharaan tanaman padi yakni antara 1.8 - 2.5 km/jam, di mana nilai rataan kecepatan maju tertinggi hasil pengujian traktor satu roda adalah 1.15 km/jam.

## Daftar Pustaka
Sakai, J., R.G. Sitompul, E.N. Sembiring, R.P.A. Setiawan, I.N. Suastawa, T. Mandang. 1998. Traktor 2-Roda . Bogor (ID): Laboratorium Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.
Setiawan, R.P.A., I.W. Astika, D.M. Subrata, A. Azis. Design of iron wheel of a light tractor for crop maintenance  in  unconsolidated  paddy  field.  Di dalam: Sutiarso L, et al ., editor. [Internet]. The International Symposium on Agricultural and Biosystem Engineering (ISABE); August 28-29 2013; Yogyakarta, Indonesia: Departement of Agricultural Engineering Faculty of Agricultural Technology UGM.
Taufiq, M., T. Mandang, W. Hermawan. 2017. Analisis Kinerja Traksi Roda Besi Bersirip di Lahan Sawah. Jurnal Keteknikan Pertanian Vol.5(1): 23-32.
Triratanasirichai, K., A. Oida, M. Honda. 1990. The performance of cage wheels for small power tillers in agricultural soil. Journal  of  Terramechanics 27(3):193-205.
Ubaidillah. 2016. Analisis Empiris Kinerja Traksi Roda Ramping Bersirip Di Lahan Basah [Thesis]. Bogor (ID): Bogor Agricultral University (IPB).
Ubaidillah., W. Hermawan, R.P.A. Setiawan. 2017.
Kinerja Traksi Roda Ramping Bersirip pada Berbagai Kombinasi Jumlah dan Sudut Sirip di Tanah Sawah Berlumpur. Jurnal Keteknikan Pertanian Vol.5(1): 15-22.
Tabel 3. Hasil pengujian kinerja roda traksi sirip kurva dengan sudut 80 o
Sirip 30 o Torsi Kec. Traktor F Z Slip CT (Nm)  v(km/jam)  ω(rad/s) n(rpm) (kg) (cm) (%)
L1  65.28 0.90  1.3  12.5 33.47 26.7 41.59 0.32 L2 102.59 1.13  1.3  12.5 42.07 24.4 11.41 0.41 L3  97.93 0.92  1.3  12.5 48.95 26.6 27.09 0.47
Keterangan: L= Lintasan, F= Traksi, Z= Sinkage , CT= Koefisien traksi