## M ESIN P ENYEMPROT H AMA K APASITAS 10 L M ENGGUNAKAN S OLAR

## P ANEL UNTUK MEMBANTU S ISTEM P ENGECASAN

## 10 L OF P ESTICIDE S PRAYER BY U SING A S OLAR P ANEL FOR

## E LECTRICITY C HARGING S YSTEM
Sir Anderson 1a* , Khairul Amri 2a , Deri Ekaputra 3b
a Politeknik Negeri Padang, Teknik Mesin, Kampus Limau Manis  25164, Padang ,  Indonesia
b Politeknik Negeri Padang Mahasiswa D-III Teknik Mesin, Kampus Limau Manis  25164, Padang ,  Indonesia telp: 0751-72590, Fax: 0751-72576
Email : siranderson72@yahoo.co.id, mr_khairul_amri@gmail.com, deriekaputra98@gmail.com

## A BSTRACT
Pests are animals that are responsible for millions pounds of damage to agricultural crops. In fact, the best  way  to  control  any  pest  infestation  is  by  using  hand  or  electric  pesticide  sprayer.  Especially  for electric  sparyer,  the  battery  should  last  longer.  To  overide  that  problem,  10L  of  pesticide  sprayer  by using photovoltaic systems is made up of 50 Watt peak (Wp) photovoltaic, 10 A solar charger controlleris used  for  battery  charging  system,  12  Volt  20  AH  battery,  12  Volt  DC  water  pump.  Several  tests  of pesticide sprayer made is done in mechanical engineering lab. The result show that solar panel produces 1.25 A with 12.33 Volt. The fully recharged battery is able for up to 13 hours of use with the length of the sprayer up to 2 m.
Keywords : electric sprayer, photovoltaic systems, pump

## I. P ENDAHULUAN
Hama adalah hewan perusak yang menyebabkan  pertumbuhan  dan  perkembangan tanaman  menjadi  terganggu.  Gangguan  hama bisa  terjadi  pada  benih,  saat  pembibitan,  selama pertumbuhan,  masa  pemanenan,  hingga  di gudang penyimpanan yang mengakibatkan petani mengalami kerugian bahkan gagal panen [1].
Sprayer  merupakan  alat  bantu  pembasmi hama  yang  efektif  karena  mampu  mengubah cairan  pembasmi  hama  menjadi  butiran  halus atau  droplet.  Droplet  mampu  menyebar  secara merata  baik  pada  daun  maupun  batang  tanaman sehingga meningkatkan keefektifan cairan pembasmi hama [2].
Pada  umumnya  sprayer  gendong  yang  ada dipasaran dibedakan menjadi dua jenis yaitu  tipe manual  dan  tipe  elektrik.  Sprayer  gendong manual  bekerja  dengan  cara  menggerakkan  tuas penekan  cairan  naik  turun  secara  kontinyu  oleh operator.  Sprayer  manual  kurang  efisien  dan efektif karena droplet yang dihasilkan tidak halus serta tekanannya sangat tergantung pada kekuatan  operator  [3].  Sementara  sprayer gendong  elektrik  menggunakan  pompa  DC ( Direct  Current )  untuk  memompakan  air  dari tabung  ke  nozzel  [4].  Sprayer  gendong  elektrik yang  ada  dipasaran  dihidupkan  menggunkan  aki atau  batrai.  Mesin  ini  sangat  tergantung  pada
sumber listrik  untuk keperluan pengecasan  ulang baik  untuk  aki ataupun  baterai.  Daerah perkebunan atau pertanian di Indonesia umumnya berada pada daerah terisolir dan jauh dari sumber listrik.[5],  oleh  karena  itu  sangat  sulit  untuk memanfaatkan  sprayer  gendong  elektrik  ini meskipun jauh lebih efektif dibandingkan sprayer gendong manual.
Indonesia  sebagai  daerah  yang  berada  di katulistiwa  memiliki  energi  matahari  yang berlimpah  sepanjang  tahun.  Solusi  yang  paling efektif  untuk  mengatasi  kelemahan  sprayer gendong  elektrik  adalah  dengan  memanfaatkan energi  matahari  menggunakan  panel  surya  agar pengecasan aki atau baterai bisa dilakukan secara kontinyu  tanpa  memerlukan  pasokan  listrik  PLN [6][7].  Disamping  itu,  peningkatan  performa sprayer  gendong  elektrik  juga  dilakukan  dengan memanfaatkan teknologi terbaru seperti pemanfaatan  IoT  [8],  boom  sprayer  semi otomatis  [9],  sprayer  otomatis  menggunakan Sensor  PIR  untuk  mendeteksi  keberadaan  hama [10].
Daerah  dusun  Taratak  Patalangan,  Jorong Kepala  Koto,  Nagari  Sungaipua,  Kabupaten Agam  merupakan  daerah  pertanian  di  Sumatera Barat  yang  belum  teraliri  listrik  secara  optimal. Petani  di  daerah  ini  selalu  menggunakan  sprayer gendong manual saat penyemprot hama padi atau
cabe.  Sprayer  elektrik  akan  sangat  membantu pekerjaan mereka. Oleh karena itu dibuat sprayer gendong  elektrik    kapasitas  10L  dengan  daya  50 WP  (Watt  Peak)  berbasis  panel  surya  yang  akan digunakan untuk membantu para petani di daerah ini.

## II. METODE PERANCANGAN ALAT

## A. Diagram alir pembuatan alat
Rangkaian  kerja  pembuatan  alat  sprayer gendong  elektrik  terlihat  pada  Gambar  1. Kebutuhan  petani  akan  sprayer  gendong  elektrik menjadi  alasan  utama  dari  pembuatan  alat  ini. Tahap selanjutnya adalah studi literatur, usaha ini perlu dilakukan  untuk melihat bentuk dan desain sprayer  gendong  elektrik  yang  telah  dibuat  oleh banyak  peneliti  sebelumnya.  Hal  yang  paling penting  adalah  bagaima  alat  ini  dibuat  dengan ukuran  dan  beban  yang  egronomi  untuk  petani Indonesia khususnya Taratak Patalangan. Setelah dirancang  maka  dilakukan  pembuatan  serta pengujian pada tahap akhir.
Gambar 1. Diagram alir rangkain kerja pembuatan sprayer gendong elektrik

## B. Desain Rancangan
Gambar  rancangan  sprayer  gendong  elektrik berbasi  solar  panel  ditampilkang  pada  Gambar 2,3  dan  4  untuk  bagian  depan,  tampak  samping dan  tampilan  atas  secara  berurutan.  Rata-rata tinggi  laki-laki  di  Indonesia  umur  20-64  tahun adalah  166-168  cm  [11],  Jika  diukur  maka  jarak dari pinggang hingga kepala sekitar 700-750 mm, oleh  karena  itu  maka  dibuat  tinggi  sprayer  dari kaki  hingga  bagian  solar  panel  sekitar  750  mm agar  tidak  mengganggu  pergerakan  panggul  dan solar  panel  sedikit  berada  diatas  kepala.  Lebar spryer  yang  menempel  di  punggung  285  mm sehingga  bisa  di  gendong  dengan  nyaman. Sementara  ukuran  panel  surya  dibuat  sesuai ukuran komersil untuk menghasilkan tegangan 12 Volt  yaitu  panjang  710  mm  dan  lebar  520  mm. Pada umumnya kapasitas tangki sprayer yang ada dipasaran  adalah  14-20  L,  mengingat  ada komponen rangka, batrai hingga pompa DC yang digunakan,  maka  kapasistas  sprayer  yang  dibuat adalah  10L  sehingga  berat  total  masih  bisa  dan nyaman digendong oleh petani Taratak Patalangan.

## Gambar 3. Sprayer gendong elektrik tampak samping
Gambar 4. Rangka tampak depan, kiri dan atas

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Prinsip Kerja Alat
Prisip  kerja  dari  mesin  ini  adalah  pada  saat mesin dihidupkan maka pompa akan menghasilkan  daya  hisap  sekaligus  daya  dorong bertekanan  yang  akan  menggerakkan  air  dari tangki hingga ke nozzel. Akan tetapi, air pestisida setelah  melewati  selang  akan  ditahan  terlebih dahulu  oleh  sprayer  gun.  Jika  sprayer  gun diaktifkan  atau  ditekan  maka  katup  akan  terbuka sehingga  air  pestisida  akan  mengalir  melewati stik  dan  keluar  melewati  nozzel.  Pada  sprayer gendong  elektrik  ini,  nozzel  berfungsi  untuk meningkatkan  tekanan  cairan,  memperhalus ukuran  droplet  serta  memperluas  area  semprot..
Pompa  pada  mesin  ini  dihidupkan  menggunkan sumber  listrik  yang  berasal  dari  aki  yang  di  cas secara  kontinyu  oleh  panel  surya,  untuk menjamin  tingkat  keamanan  dan  umur  batrai maka modul solar charger controller digunakan.

## B. Komponen Sprayer Gendong Elektrik menggunakan Solar Panel Hasil  rancangan  dari  mesin  ini  serta komponennya dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 5. Komponen mesin Sprayer gendong elektrik.
Fungsi  dari  masing-masing  komponen  adalah sebagai berikut:
1. Rangka:  untuk  penopang  semua  komponen, rangka  ini  terbuat  dari  besi  siku  karena  besi siku  bekas  banyak  tersedia  di  pasaran  dengan harga lebih murah.
2. Pompa: memompakan air dari tabung ke luar
3. Aki: sebagai penyimpan energi listrik
4. Derigen: untuk menampung cairan peptisida
5. Panel  Surya:  Sebagai  Pembangkit  listrik/ sumber listrik
6. Ring: Sebagai tempat pengantung tali penyandang
7. SCC: Untuk mengontrol pengecasan pada aki.
8. Selang: untung penyaluran cairan.
9. Stik:  untuk  mengarahkan  penyemptroran, pada ujung Stik terdapat nozzel.

## C. Pembuatan Komponen
1. Pembuatan Rangka Mesin
Pembuatan  komponen-komponen  mesin  ini yaitu sebagai berikut:
1.  Bahan
a. Besi siku 20 mm × 20 mm × 1 mm
b. Besi strip 20 mm × 1 mm
c. Besi plat hitam ketebalan 0,8 mm
d. Elektroda  berdiameter  2,26  mm  untuk pengelasan
2. Langkah Kerja
a. Persiapkan alat dan bahan
b. Ukur  besi  siku  sesuai  dengan  ukuran desain  gambar  yaitu:  520  mm  (4  buah), 710 mm (2 buah), 285 mm (2 buah), 200 mm  (2  buah),  190  mm  (4  buah),  75  mm (4  buah),  310  mm  (2buah)  750  mm  (2 buah), 700 mm (2 buah).
c. Ukur besi strip yaitu panjang 280 mm (2 buah), 200 mm (2 buah).
d. Ukur  besi  plat  hitam  dengan  ukuran  200 mm  × 280  mm  (2 buah),  270  mm  × 285 mm (2 buah), 75 mm × 260 mm (2 buah), 75  mm  ×  190  mm  (1  buah),  190  mm  × 260 mm (1 buah).
e. Potong  besi  semua  bahan  sesuai  ukuran dengan gerinda potong
f. Las  besi  siku  dengan  ukuran  710  mm  × 520 mm membentuk siku untuk dudukan panel  surya  seperti  gambar  terlihat  pada Gambar 6, dudukan tabung pada Gambar
7 dan dudukan aki pada Gambar 8.
g. Setelah  dudukan  panel,  dudukan  tabung dan  dudukan  aki  selesai,  rakit  semua bahan  yg  telah  diptong  tadi  dengan ukuran sesuai Gambar 3, 4 dan 5
h. Lakukan  pengelasan  sampai  selesai  dan bersihkan  terak  las  dengan  palu  terak. Gambar  proses  pengelasan  ditampilkan pada Gambar 9
i. Bersihkan  dan  rapikan  hasil  pengelasan dengan  gerinda  tangan  seperti  yang ditampilkan pada Gambar 10.
j. Sebelum melakukan pengecatan,
sebaiknya lakukan pengamplasan terlebih dahulu  secara  merata  terhadap  seluruh permukaan  rangka  untuk  menghindari permukaan  yang  kasar  akibat  sisa  dari penngerindaan  tadi.  Kemudian  lakukan pengecatan  terhadap  seluruh  permukaan rangka.  Pengecatan  ini  dilakukan  untuk menghindari  terjadinya  karat  terhadap besi  dan  memprindah  tampilan  rangka. Rangka  yang  telah  di  cat  ditampilkan pada Gambar 11.
Gambar 6. Dudukan Panel Surya
Gambar 6. Dudukan Tabung
Gambar7. Dudukan Aki
Gambar 9. Pengelasan Rangka

## Gambar10. Penggerindaan

## Gambar11. Rangka setelah dicat

## D. Hasil Perancangan dan Pengujian
Dari  rancangan  yang  telah  dilakukan  dapat dilihat  pada  Gambar  12  dengan  berat  total  14,5 Kg saat di isi air dengan volume 10 L. Dari hasil pengujian diperoleh jauh jarak penyemprotan 2 m dan lama waktu untuk menghabiskan desinfektan
sebanyak  10  L  adalah  9  menit  30  detik  ketika sprayer  gun  diaktifkan  terus  menerus.  Pada  saat jam  1  siang,  solar  panel  menghasilkan  tegangan 12,33 V dan arus 1,25 A.
Gambar 12 Gambar rancangan mesin penyemprot hama

## IV. K ESIMPULAN
Sprayer  elektrik  yang  dilengkapi  solar  panel telah selesai dibuat. Komponen penyusun alat ini adalah  pompa  DC  12  Volt,  panel  surya  jenis  SP 50  M36  dengan  kapasitas  50  Wp,  solar  charger controller  tipe  PWM  dengan  kapasitas  10  A, Baterai  jenis  VRLA  MAXSTROM  MS20–12 dengan  kapasitas  12  V  20  Ah  dan  jerigen kapasitas  10  liter.  Setelah  delakukan  Pengujian maka didapat data panel surya dengan nilai rata– rata  arus  sebesar  1,25  A,  dengan  tegangan  12,33 Volt.  Lama  ketahanan  baterai  adalah  12  jam  56 menit,  jauh  penyemprotan  adalah  2  meter  dan lama  waktu  penyemprotan  yang  menghabiskan 10L air adalah 9 menit 30 detik.

## R EFERENCES
[1] blitar.pengertian  hama  pada  tumbuhan.
http://www.gurupendidikan.com.co.id/hama -pada-tumbuhan/ (diankses  pada  5  Agustus 2020) [2] Assidiq,  S.  2014.  Pengenalan  Knapsack Sprayer. Politeknik Perkebunan LPP. Yogyakarta [3] Priyatmoko.  A.  Widodo.  S.  dan  Salahudin. X.  2012.  Semi  Automatic  Sprayer:  Sprayer Innovation-  Carry  Free  And  Energy  Saving. Universitas Tidar. Magelang.
[4] Pangestu,  Hari.2018  “Modifikasi  Sprayer Knapsack  Menjadi  Prayer  Pompa  Elektrik”. Skripsi. Teknik Pertanian. Universitas Sriwijaya.
[5] Ektimal  dkk.  Aplikasi  Sistem  Tenaga  Surya Sebagai  Sumber  Tenaga  Listrik  Pompa  Air. Jurusan  Teknik  Elektro  Unuversitas  Syiah Kuala. 2018, Vol. 3 No. 1 (1-8).
[6] Diin,  Muhammad  Thaariq.  2018.  Rancang Bangun  Alat  Semprot  Hama  Berbasis  Panel Surya  100  WP  (Pembuatan),  Politeknik Negeri Sriwijaya.
[7] Efrizal,  Johan  Sainima,  Perancangan  Alat Penyemprot Hama  Tanaman  Tipe Knapsack Berbasis  solar  Panel  20  WP.  Motor  Bakar Jurnal  Teknik  mesin,  ISSN:  2549-5038,  e- ISSN: 2580-4979, Vol 1, No 2, 2017.
[8] Diana  Shofa,  Deandra  Tavania  Dewi, Ikhwan,  Muhammad  Faris,  Ihda  Fuad Baharudin,  Herlina  Mitasari,  Aryo  Satito. Rancang Bangun Mesin Pemberi Pupuk Cair
Otomatis  Hemat  Daya  Berbasis  Iot  untuk Budidaya Tanaman Organik. Jurnal
Rekayasa  Mesin,  p-ISSN:  1411-6863,  e- ISSN:  2540-7678,  Vol.  16,  No.  1,  April 2021, hal. 109-115. [9] Renny Eka Putri dan Andasuryani. Pengembangan Boom Sprayer semi
Otomatis  Untuk  Penyemprotan  Tanaman Padi. Jurnal Agro Tekno SE. Volume 9 No.1
Tahun 2018.
[10] Afifah,  H.  (2015).  Perancangan  Alat Otomatis  Penyemprot  Hama  Tanaman  Padi Menggunakan  Sensor  Pir  Dengan  Sumber PV  Dan  Baterai  Proyeksi  Akhir.  Skripsi. Jurusan D3 Elektronika Universitas Jember.
[11] Anoname. https://pusdatin.kemenkes.go.id (diakses pada 20 Januari 2020)