## Inovasi Mesin Penanam Padi Empat Rumpun dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP
Ignatius Gunawan widodo, Eni Safriana * , Gutomo, Agus Pramono Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah 50275 *Email: eni.safriana@polines.ac.id
Diajukan: 09-12-2021; Diterima: 18-12-2022; Diterbitkan: 24-12-2022

## Abstrak
Penanaman padi di Indonesia umumnya masih memakai cara konvensional yaitu tandur mundur. Penanaman secara konvensional  membutuhkan  banyak  tenaga  kerja,  membutuhkan  biaya  tinggi  untuk  membayar  tenaga  kerja,  dan membutuhkan  waktu  yang  sangat  lama  sehingga  waktu  panen  yang  tidak  tepat,  tidak  serempak.  Oleh  karena  itu, dalam  pemanfaatan  teknologi  tepat  guna,  dirancang  mesin  tanam  padi  empat  rumpun  untuk  mempercepat penanaman  bibit  padi.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  pengenalan  kebutuhan,  perumusan masalah, sistesis, analisis  dan optimasi, evaluasi, dan penyajian.  Konsep desain mesin tanam padi dengan metode penancapan  bibit  padi  4  rumpun  sekaligus  dengan  jarak  20  cm  dan  menggunakan  persemaian  sistem  dapog. Penggunaan  motor  bensin  5,5  HP  dalam  penggerakan  mesin  tanam  padi  diharapkan  dapat  membantu  dalam pelaksanaan proses penanaman padi sehingga dapat mempercepat proses penanaman padi, dan hemat biaya. Hasil perancangan dan pembuatan mesin tanam padi empat rumpun ini telah diuji coba dan telah terbukti berhasil dengan presentase akurasi penancapan bibit padi di lahan sawah yaitu 80,125 %, dan untuk penancapan padi yang gagal sekitar 19,875 %.
Kata Kunci: Dapog; Efisiensi; Mesin Penanam padi.

## Abstract
Rice planting in Indonesia generally still using conventional methods that  is tandur mundur. Conventional planting need a lot  labor, need a lot high cost for pay the labor, and need very long time so that harvest time is not exactly, not simultaneously. Therefore in utilization appropriate technology designed rice planting machine  four clumps to speed  up  rice  planting.  The  method  used  in  this  research  is  recognition  of  need,  definition  of  problem,  synthesis, analysis and optimization, evaluation, and presentation. The design concept of a  rice planting machine four clump at once with a distance of 20 cm and using nursery dapog sy stem. Using a 5,5 Hp gasoline engine in the operation of the rice planting machine expected to help the process of planting rice so as to speed up the rice planting process, and  cost  effective.  The  result  of  the  design  and  manufacture  of  this  four  clump  rice  planting  machines  have  been tested and has been proven successful with the percentage of accuracy of planting rice seeds on paddy field that is 80,125%, and rice planting failed about 19,875%.
Keywords: Dapog; Efficiency; Rice planting machine.

## 1. Pendahuluan
Padi menjadi salah satu komoditas hasil pertanian yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi karena merupakan tanaman  penghasil  beras  yang  menjadi  makanan  pokok  bagi  sebagian  besar  masyarakat  Indonesia.  Penanaman  padi pada  lahan  sawah  pada  umumnya  masih  menggunakan  system  tradisional  yaitu  tandur  mundur,  dimana  masih menggunakan tenaga kerja manusia dan membutuhkan waktu yang relative lama. Banyaknya tenaga kerja tanam dan lama  waktu  yang  dibutuhkan  menyebabkan  pengeluaran  yang  besar.  Kelangkaan  tenaga  kerja  tanam  akibat  beralih profesi  juga  merupakan  salah  satu  permasalahan  yang  mengakibatkan  terjadinya  penurunan  produktivitas  padi, dimana  waktu  penanaman  yang  lama  menjadikan  penanaman  yang  tidak  serentak  dalam  suatu  wilayah.  Penanaman yang tidak serentak menyebabkan hama wereng hijau terus bertambah dengan berpindah menyebar virus pada musim tanam  selanjutnya  [1].  Wereng  hijau  menyerang  padi  secara  lansung  dengan  cara  menghisap  cairan  tanaman  dan secara tidak langsung berperan sebagai penular virus tungro [2].
Kemandirian  suatu  negara  dalam  memenuhi  kebutuhan  rakyatnya  merupakan  indikator  penting  yang  harus diperhatikan,  karena  negara  yang  berdaulat  penuh  adalah  yang  tidak  tergantung  (dalam  bidang  politik,  keamanan, ekonomi,  dan  sebagainya)  pada  negara  lain  [3].    Untuk  mewujudkan  kedaulatan  pangan  ditahun  2045,  Indonesia memerlukan  akselerasi  transformasi  pertanian  dari  semula  berbasis  sumber  daya  alam  ke  berbasis  inovasi  [4]. Dukungan  mekanisasi  pertanian  sebagai  penerapan  dari  pengembangan  ilmu  teknologi  pertanian  [5].  Mesin  tanam padi otomatis atau rice transplenter menjadi alternative teknologi yang dapat digunakan untuk mengatasi tertundanya waktu  tanam  serempak  karena  hanya  mengandalkan  tenaga  kerja  manusia  dalam  poses  penanamannya  [6].  Oleh karena itu pembuatan  mesin  penanam padi  Empat Rumpun Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP  dapat menjadi solusi untuk meningkatkan produktivitas petani padi.
Salah satu mesin penanam padi Indo Jarwo Transplanter 2:1 dengan berat 178 kg hasil rancangan badan penelitian dan pengembangan pertanian mampu menanam 1 ha bibit padi yang mempunyai kemampuan setara dengan 20 orang tenaga  kerja  tanam  [7].  Penelitian  oleh  Rofarsyam  [8]  memodifikasi  mesin  penanam  padi  manual  dengan  transmisi rantai penggerak motor besin 1,8 hp. Mesin ini menghasilkan 60 tancapan bibit padi per menit dengan luaslahan 8m 2 , dimana  transmisi  dan  penggunaan  kopling  untuk  mengatur  dan  mencapai  putaran  yang  diinginkan  perlu  di  tinjau ulang. Kemudian Ananda dan Achmad [9] merancang mesin penanam padi dengan menggunakan tenaga manusia dan menggunakan konsep perbandingan roda gigi untuk menghasilkan jarak yang sama dan seragam saat penanaman padi dan  mesin  ini  mampu  menanam  padi  seluas    26,4  m 2 /jam.  Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Anang  dan  Muqwin  [10] membuat alat penanam padi 4 rumpun yang mampu bekerja 0,16 ha/jam dengan berat mesin 20 kg, akan tetapi alat ini masih  menggunakan  tenaga  manusia.  Berdasarkan  dari  beberapa  penelitian  yang  telah  dilakukan  terdahlu,  belum ditemukan  penelitian  yang  membuat  mesin  penanam  padi  empat  rumpun  dengan  berat  kurang  dari  100  kg.  Tujuan penelitian ini adalah untuk  membuat  mesin  penanam padi  Empat Rumpun Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP dengan  berat  94  kg  yang  dapat  membantu  meringankan  kerja  petani  padi  dan  meningkatkan  produktivitas  dengan meminimalisir  pengeluaran  yang  digunakan  untuk  biaya    proses  menanam  padi  sehingga  mampu  meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

## 2. Material dan metodologi
2.1. Bahan yang digunakan
Bahan dalam pembuatan mesin penanam padi empat rumpun ini terdiri dari komponen standar dan komponen non standar.  Standar  dapat  digunakan  oleh  konsumen  sebagai  acuan  untuk  memilih  produk,  proses  maupun  jasa  yang diharapkan  dapat  memenuhi  harapannya  [11].  Komponen-komponen  non  standar  seperti  rangka,  poros,  roda,  meja penempang  bibit  padi,  pendorong  meja  penampang,  penancap  padi  dan  handle.  Untuk  komponen  standar  terdiri  dari motor  bensin  5,5  Pk,  reducer,  sprocket,  kopling  centrifugal,  couple,  gear  single,  bearing,  pillow  block  bearing,  roll rantai RS 40, conecting RS 40 single, pegas, mur dan baut.
2.2. Metodologi penelitian
Metodologi yang digunakan dalam pembuatan mesin penanam padi empat rumpun dengan penggerak motor bensin menggunakan diagram alir tersaji dalam gambar 1 [12].
Gambar 1 . Diagram alir pembuatan mesin penanam padi 4 rumpun [12]
Tahapan  pada  proses  pembuatan  mesin  penanam  padi  empat  rumpun  dengan  penggerak  motor  bensin  5,5  Hp  di awali  dengan  pengenalan  kebutuhan  petani  padi  yang  apabila  tercipta  produk  mesin  ini  akan  mampu  memecahkan permasalahan yang ada. Dimana biaya yang dikeluarkan untuk proses menanam padi yang besar dan juga waktu yang diperlukan  untuk  menanam  padi  juga  lama.  Tahap  selanjutnya  adalah  perumusan  masalah  terkait  produk  yang dibutuhkan,  yang  akan  menghasilkan  arah  rancangan.  Pada  tahap  ini  akan  menentukan  spesifikasi  produk  yang  akan dibuat, kemudian dikaitkan dengan  melihat bagaimana kondisi di lapangan dalam proses menanam padi secara manual. Selanjutnya  tahap  sintesis  yang  merupakan  tahap  mencari  desain  yang  sesuai  dengan  kebutuhan.  Pada  tahap  ini  akan memilih  desain  yang  dianggap  paling  ideal  untuk  produk  yang  akan  dibuat.  Analisis  dan  optimasi  untuk  menentukan sistem mekanik dari mesin yang dipilih, dan juga komponen  - komponen lain baik yang standar atau yang non standar yang  akan  digunakan  dalam  pembuatan  produk.  Evaluasi  merupakan  langkah  selanjutnya  yang  akan  menentukan apakah  produk  yang  dibuat  sesuai  dengan  desain  awal  dan  juga  sesuai  dengan  kebutuhan  dari  petani.  Pada  tahap  ini dilakukan  uji  coba  di  lapangan  untuk  mengetahui  performa  dari  mesin  yang  di  buat.  Tahap  paling  akhir  adalah penyusuan dokumen  yang terdiri dari gambar rancangan dan perhitungan  komponen  yang digunakan pada pembuatan produk yang merupakan bagian dari penyajian atau presentasi.

## 3. Hasil dan pembahasan
3.1. Mesin penanam padi
Mesin  penenam  padi  empat  rumpun  yang  akan  dibuat  berdasarkan  dari  pemilihan  beberapa  desain  alternatif  yang dianggap  paling  sesuai.  Pemilihan  dilakukan  setelah  dilakukan  analisa  terhadap  beberapa  desain  tersebut.    Proses  - proses dalam perencanaan, perancangan dan pemilihan komponen mesin yang dibutuhkan sesuai dengan pertimbangan pada beberapa literatur yang digunakan [12, 13, 14]. Alternatif setiap desaian akan dijabarkan sebagai berikut:
Pengenalan Kebutuhan (Recognation of Need)
Perumusan Masalah (Definition of Problem)
Sintesis (Synthesis)
Analisis dan Optimasi
(Analysis and Optimization)
Evaluasi
(Evaluation)
Penyajian
(Presentation)
Pada  alternatif  desain  1  sistem  kerja    menggunakan  penggerak  motor  bensin  5,5  Hp  yag  diteruskan  ke  rantai  dan sprocket  yang  terhubung  pada  poros  untuk  menggerakkan  egkol  penancap  padi  dan  menancapkan  bibit  padi  yang terambil dari meja penampang bibit. Menggunakan sprocket keciluntuk meneruskan tenaga motor bensin menuju poros pada  roda  sehingga  dapat  menggerakkan  roda.  Perbandingan  yang  digunakan  roda  dan  penencapan  tanam  yaitu  1:8. pada  alternaif  desai  1  memiliki  kelebihan  konstruksi  alat  sederhana  dan  kemungkinan  terjadi  slip  sangat  kecil  karena menggunakan  transmisi  rantai  dan  sprocket.  Sedangkan  kekurangan  pada  desain  alternatif  ini  adalah  dudukan  untuk motor  bensin  berada  diantara  roda  dan  penancap  bibit  sehingga  operator  akan  terkedala  pengaturan  gas  kecepatan. Selanjutnya penambahan roda belakang tidak berpengaruh pada gerak mesin penanam padi. Untuk pemasangan rantai pada sprocket lebih rumit dan membutuhkan rantai  yang panjang dan  membutuhkan kopling  sentrifugal karena  mesin penanam padi langsung bergerak setelah motor dinyalakan.
Keterangan :
1. Motor bensin
2. Kopling sentrifugal
3. Kerangka 4. Penancap padi 5. Meja penampang padi
6. Handle 7. Plat penampang bawah
8. Roda penggerak 9. Kopling sentrifugal
Keterangan :
1. Kerangka mesin 2. Motor bensin 3. Meja penampang bibit 4. Handle 5. Poros berputar 6. Plat penampang bawah 7. Roda penggerak 8. Penancap padi
9. Roda belakang
Gambar 2. Alternatif desain 1
Pada alternatif desai 2 sistem kerja tenaga motor bensin 5,5 Hp diteruskan oleh rantai dan sprocket yang terhubung pada poros untuk  menggerakan engkol penancap padi yang kemudian  menancakan bibit  padi yang terambil dari meja penampang bibit padi. Adanya sprocket kecil untuk meneruskan kembali tenaga motor bensn menuju poros pada roda sehingga  dapat  menggerakka  roda.  Perbandingan  yang  digunakan  roda  dan  penancap  bibit  padi  yaitu  1:8.  Terdapat penambahan komponen standar yaitu kopling sentrifugal, yang berfungsi untuk mengatur kecepatan motor bensin. Roda belakang dihilangkan karena tidak berpengaruh terhadap proses penananman padi. Pada desain alternatif 2 ini memiliki kelebihan konstruksi alat lebih sederhana sehingga memudahkan operator dalam mengoperasikan mesin. Kemungkinan terjadinya slip sangat kecil karena menggunakan transmisi rantai dan sprocket. Terdpat kopling sentrifugal yang dapat mengatur kecepatan dan meminimalisisr penggunaan rantai yang lebih panjag dan mempermudah pemasangannya. Pada desai  alternatif  2  ini  juga  terdapat  kelemahan  dimana  msin  tanam  padi  lebih  bera,  biaya  untuk  membuat  mesin meningkat dan pergerakan penancap padi terlalu cepat sehingga dibutuhkan reducer untuk mengurangi kecepatan.
Keterangan :
1. Motor bensin
2. Reducer
3. Kopling sentrifugal 4. Penancap padi 5. Meja penampang bibit 6. Roda penggerak 7. Handle 8. Plat penampang bawah 9. kerangka
Gambar 4. Alternatif desain 3
Desain  alternati  3  ini  sistem  kerja  motor  bensin  5,5  Hp  diteruskan  oleh  rantai  dan  sprocket  yang  tehubung  pada poros untuk  menggerakkan engkol garpu tanam dan  menancapkan bibit padi yang terambil dari meja penampang bbit padi.  Adanya  sprocket  kecil  untuk  meneruskan  kembali  tenaga  dari  mtor  bensin  menuju  poros  pada  roda  sehingga menggerakkan  roda.  Perbandingan  roda  dan  penancapan  tanam  adalah  1:8.  paa  desain  ini  ditambakan  reducer  untuk menurunkan  kecepatan  putaran  roda  motor  bensin.  Kelebihan  dari  desain  3  dimana  konstruksi  alat  lebih  sderhana sehingga memudahkan operator dalam mengoperasikan mesin tanam padi. Kemungkinan terjadinya sip juga sanga kecil karena menggunakan transmisi rantai dan sprocket. Penggunaaan rantai lebih pendek dan pemasangannya lebih mudah. Kecepatan  motor  bensin  menurun  karena  adanya  peambahan  reducer.  Kelemahan  ada  desain  ini  terdapat  pada konstruksi mesin tana padi yang menjadi lebuh berat karena adanya penambaan kolpling setrifuga dan reducer.
Berdasarkan  penilaian  yang  dilakukan  terhadap  ke  tiga  alternative  desain  yang  ada  makan  pada  penelitian  ini memilih alternative desain tiga dengan mempertimbangkan tingkat akurasi, kemudahan dalam pengerjaan, fungsi, biaya dan ketahanan. Mesin penanam padi dengan penggerak motor bensin 5,5 Hp memiliki dimensi 2213,38 mm x 981 mm x 911,13 mm dan berat mesin 94 kg.

## 3.2. Hasil kinerja mesin penanam padi
Pengujian mesin penenam padi empat rumpun dengan motor bensin 5,5 Hp dilakukan di sawah menggunakan bibit padi  sistem  dapog.  Sistem  dapog  merupakan  penyemaian  benih  padi  menggunakan  kotak  pembibitan  khusus  [15]. Ukuran dapog yang digunakan dalam penelitian mesin penanam padi ini berukuran 18 cm x 20 cm, dengan umur padi 21  hari.  Setelah  dilakukan  percobaan  didapatkan  akurasi  padi  berdiri  tegak  setelah  ditancapkan  adalah  sebesar 90,625%-100%,  dan  kerusakan  bibit  padi  akibat  patah  atau  bengkok  sebesar  0%-9,37%.  Tingkat  keberhasilan penanaman setelah bibit padi ditancapkan pada penancap satu dan penancap empat adalah sebesar 100%, rumpun padi dapat terambil dengan sempurna dan kondisi padi setelah ditancapkan berdiri tegak.  Untuk penancap dua keberhasilan penanaman  padi  setelah  ditancapkan  sebesar  58%  dan  pada  penancap  tiga  sebesar  62,5%,  hal  ini  karena  letak  motor penggerak yang menyebabkan adanya alur sehingga bibit padi yang telah tertancap menjadi rusak.
Tabel 1. Hasil pengujian mesin penanam padi pada percobaan 1, 2 dan 3
Pengambilan bibit padi ke- Penancap 1 Penancap 2 Penancap 3 Penancap 4 Pengujian ke - Pengujian ke - Pengujian ke - Pengujian ke - 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 v v v v - v v - v v v v 2 v v v v - v v v v v v v 3 v v v v - - v - - v v v 4 v v v v v v v - v v v v 5 v v v v - v v - - v v v 6 v v v v - v v v v v v v 7 v v v - - v - - v v v v 8 v v v - v - v - v v v v
Gambar 5. Perbandingan hasil uji mesin pada pengujian 1, pengujian 2 dan pengujian 3
(a) (b)
Gambar 6. (a) Uji coba mesin penanam padi di lahan sawah dan (b) Pengukuran jarak tanam padi

## 4. Kesimpulan
Penelitian  pembuatan  mesin  penanam  padi  empat  rumpun  dengan  penggerak  motor  listrik  5,5  Hp  telah  berhasil dibuat dengan tingkat keberhasilan penancapan berbeda - beda pada tiap penancapnya. Akurasi padi masih berdiri tegak setelah  ditancapkan  adalah  sebesar  90,625%-100%,  dan  kerusakan  bibit  padi  akibat  patah  atau  bengkok  sebesar  0%- 9,37%.  Tingkat  keberhasilan  penanaman  setelah  bibit  padi  ditancapkan  pada  penancap  satu,  dua,  tiga  dan  empat berbeda-beda.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  letak  motor  penggerak  yang  menyebabkan  bibit  padi  yang  telah  tertancap tergerus oleh rangka dudukan motor penggerak. Sehingga sebagian bibit padi yang telah tertancap pada penancap dua dan tida mangalami patah atau rusak.  Tingkat  keberhasilan penanaman padi pada mesin  penanam padi empat rumpun dengan penggerak motor bensin 5,5 Hp adalah sebesar 80,125%. Kapasitas penancapan 160 bibit padi/ menit pada lahan seluas 50 m 2 , sehingga dalam 1 ha sawah waktu yang dibutuhkan untuk menanam padi adalah 3,3 jam.

## Daftar Pustaka
[1] Setiyo,  Yuli,  Handono.,  Hambatan  dan  tantangan  Penerapan  Padi  Metode  SRI  (System  of  Rice  Intensification). 2013, April. vol XXIV. No 1. p: 18.
[2] Wasis,  Senoaji.,  R.Heru,  Praptana.,  Perkembangan  Populasi  Wereng  Hijau  dan  Predatornya  Pada  Beberapa Varietas Padi. 2015. vol 19. No 1. p: 1
[3] Yunastiti,  Purwaningsih.,  ketahanan  pangan:  situasi,  permasalahan,  kebijakan,  dan  pemberdayaan  masyarakat. Jurnal Ekonomi Pembangunan,. 2008, Juni. vol 9, No 1, : p.7
[4] Transformasi  pertanian  indonesia  harus  berbasis  teknologi. https://www.unpad.ac.id/2022/08/pakar-unpad- transformasi-pertanian-indonesia-harus-berbasis-teknologi/. Kanal media unpad (diakses 9 November 2022).
[5] Farizan., T.Fauzi., T.Makmur.,  analisis  kelayakan  finansial  mesin tanam padi (rice transplanter) di desa piyeung Aceh Besar. Jurnal ilmiah mahasiswa pertanian Unsyiah. Volume 3, Nomor 2, Mei 2018, p.161.
[6] Tanam  padi  lebih  mudah  dengan  mesin  rice  transplanter. https://dispertan.semarangkota.go.id/dengan-mesin- transplanter. Dinas pertanian kota semarang, 2020 (diakses pada tanggal 8 November 2022)
[7] Mesin tanam padi indo
jarwo
transplanter. http://mekanisasi.litbang.pertanian.go.id/ind/ index.php/produk/teknologi-unggulan-yh-2013/679-mesin-tanam-padi-indo-jarwo-transplanter-142.
Litbang
pertanian (diakses pada tanggal 8 November 2022)
[8] Rofarsyam., Modifikasi mesin penanam bibit padi manual dengan transmisi rantai penggerak motor bensin 1,8 Hp.
2018. vol 13, No 2. p:51
[9] Ananda, T.U., Achmad, K.A., Rancang bangun mesin penanam padi sistem ratio putaran roda. Politeknik Negeri Jember. 2017.
[10] Anang.S.S.,  Muqwin.HA.,  Rekayasa  alat  tanam  bibit  padi  (transplanter)  sederhana  dengan  sistem  crank  untuk empat  baris  yang  ergonomis,  terjangkau,  dan  memotivasi  pemenuhan  kelangkaan  energi  bidang  pertanian. Seminar nasional hasil penelitian tahun 2017. p:14.
[11] Pengantar Standardisasi, Edisi Pertama. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta, 2009. p: 76.
[12] Sigley’s. 2011. Mechanical Engineering Design. New York : McGraw-Hill Companies.
[13] Khurmi,  R.S.,  Grupta,  J.K.,  2005,  Machine  Design  A  Text  book  for  The  Student  of  B.E/B  tech.  New  Delhi  : Eurasia Publishing House Ltd.
[14] Sularso, Kiyokatsu Suga. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya Paramita.
[15] Susi,  Sutardi.,  persemaian  padi  sistem  dapog  pada  teknologi  jarwo  super.  Balai  pengkajian  teknologi  pertanian,
Jakarta, 2018 .p: 1.