Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL
Vol. 15 No.

## Perancangan
Menhendry 1 Aan Ibadurrahman 1 Teknik Manufaktur
2,3 Mahasiswa D3 Teknik Mesin
4,5 Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang

## Abstract
Palm is a type of palm whose potential for high economic value and can thrive in Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik is an area in Tanah Datar District that is a center of palm crop production and has the potential to be developed by its economy. Seeing a promising market, the idea was born to process ant sugar into brown sugar cubes by making a brown sugar cube printer. The manufacture of brown sugar cubes using the manual press method with a pressing system utilizes the principle of the 2nd type of leverage, where the load point is between the power point and the fulcrum. This pressing system works if the lever is pulled by the operator according to the specified depth limit, to restore the position of the lever to its original position is to take advantage of the spring force. It takes about 392 N to press the mold. By doing the calculation so that a mechanic profit is obtained 3 times, the total force required to press is 130.6 N. The safety factor equation is 69.76 N/mm with the largest curved moment being 130.87 N/mm weight  arm  length:  11.5  cm.  Designing  components  and  assembling  brown  sugar  cube  printers  using  the  SolidWork application.
Keywords: aren, brown sugar cube, manual press,

## Abstrak
Aren  ( Arrenga  pinnata  Merr )  merupakan  jenis  pal Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik adalah daerah di Kabupaten Tanah Datar adalah sentra produksi tanaman aren dan berpotensi untuk dikembangkan perekonomiannya. Melihat pasar yang menjanj menjadi brown  sugar  cube dengan  membuat  alat  pencetak menggunakan metode manual press dengan sistem penekan memanfaatkan prinsip pada pengungkit jenis ke beban berada diantara titik kuasa dan titik tumpu. Sistem penekan ini bekerja jika tuas ditarik oleh operator sesuai dengan batas  kedalaman  yang  ditentukan,  untuk  mengembalikan  posisi  tuas  ke  posisi  semula  adalah  dengan  memanfaatkan  gaya pegas.  Dibutuhkan  sekitar  392  N  untuk  menekan  cetakan.  Dengan  melakukan  perhitungan  sehingga  didapat  keuntungan mekanis  3  kali,  maka  total  gaya  yang  diperlukan  untuk  menekan  adalah  130,6  N. N/mm2  ≤  200  MPa  dengan  momen  lengkun mengalami pembengkokan. Panjang lengan  kuasa: 34,5 cm,  panjang lengan  beban: 11,5 cm. Perancangan  komponen serta perakitan alat pencetak brown sugar cube dengan menggunakan aplikasi
Kata kunci: aren, brown sugar cube, manual press,

## 1. Pendahuluan
Aren  atau  enau  ( Arrenga  pinnata  Merr jenis palma yang potensi nilai ekonominya tinggi dan dapat  tumbuh  subur  di  wilayah  tropis  seperti Indonesia.  Pada  tanah  yang  memiliki  ketinggian  di atas 1.200 meter di atas permukaan laut  dengan suhu udara rata-rata 25℃, pohon aren ini dapat tumbuh dan berproduksi secara optimal [1].
Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## URNAL

## T eknik M esin
No. 2 (2022) 140 - 145      ISSN Media Elektronik: 2655

## Perancangan Alat Pencetak Brown sugar cube
Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal 4* , Haris 5 Teknik Manufaktur, Politeknik Negeri Padang Teknik Mesin, Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
4 fardinal@pnp.ac.id
Palm is a type of palm whose potential for high economic value and can thrive in Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik is District that is a center of palm crop production and has the potential to be developed by its economy. Seeing a promising market, the idea was born to process ant sugar into brown sugar cubes by making a brown sugar cube sugar cubes using the manual press method with a pressing system utilizes the principle of the 2nd type of leverage, where the load point is between the power point and the fulcrum. This pressing system works if the ng to the specified depth limit, to restore the position of the lever to its original position is to take advantage of the spring force. It takes about 392 N to press the mold. By doing the calculation so that a mechanic otal force required to press is 130.6 N. The safety factor equation is 69.76 N/mm 130.87 N/mm 2 , so this tool is safe and will not be bent. Power arm length: 34.5 cm, weight  arm  length:  11.5  cm.  Designing  components  and  assembling  brown  sugar  cube  printers  using  the  SolidWork
Keywords: aren, brown sugar cube, manual press,
)  merupakan  jenis  palma  yang  potensi  nilai  ekonominya  tinggi  dan  dapat  tumbuh  subur  di Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik adalah daerah di Kabupaten Tanah Datar adalah sentra produksi tanaman aren dan berpotensi untuk dikembangkan perekonomiannya. Melihat pasar yang menjanjikan, lahirlah ide untuk mengolah gula semut dengan  membuat  alat  pencetak brown  sugar  cube .  Pembuatan brown  sugar  cube dengan sistem penekan memanfaatkan prinsip pada pengungkit jenis ke beban berada diantara titik kuasa dan titik tumpu. Sistem penekan ini bekerja jika tuas ditarik oleh operator sesuai dengan batas  kedalaman  yang  ditentukan,  untuk  mengembalikan  posisi  tuas  ke  posisi  semula  adalah  dengan  memanfaatkan  gaya Dibutuhkan  sekitar  392  N  untuk  menekan  cetakan.  Dengan  melakukan  perhitungan  sehingga  didapat  keuntungan mekanis  3  kali,  maka  total  gaya  yang  diperlukan  untuk  menekan  adalah  130,6  N.  Persamaan safety  factor ≤  200  MPa  dengan  momen  lengkung  terbesar  adalah  130,87  N/mm2,  sehingga  alat  ini  aman  dan  tidak  akan mengalami pembengkokan. Panjang  lengan kuasa: 34,5 cm, panjang lengan  beban: 11,5  cm. Perancangan  komponen serta dengan menggunakan aplikasi SolidWork .
manual press,
Arrenga  pinnata  Merr )  merupakan jenis palma yang potensi nilai ekonominya tinggi dan dapat  tumbuh  subur  di  wilayah  tropis  seperti Indonesia.  Pada  tanah  yang  memiliki  ketinggian  di eter di atas permukaan laut dengan suhu ℃, pohon aren ini dapat tumbuh dan
Nagari Andaleh Baruh Bukik adalah salah satu daerah di  Kecamatan  Sungayang  Kabupaten  Tanah  Datar yang  merupakan  salah  satu  sentra  produksi  tanaman aren  dan  masih  berpotensi  untuk  dikembangkan perekonomiannya  melalui  tanaman  aren.  Namun demikian,  budidaya  dan  pengolahan  hasil  tanaman aren  ini  masih  dilakukan  secara  tradisional kurang mendapat perhatian dari berbagai pihak
Tahun  2014  sebanyak  380  pengrajin  gula  semut  di Banjarnegara  telah  tersertifikasi  dan  setiap  bulannya

## n

## ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Palm is a type of palm whose potential for high economic value and can thrive in Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik is District that is a center of palm crop production and has the potential to be developed by its economy. Seeing a promising market, the idea was born to process ant sugar into brown sugar cubes by making a brown sugar cube sugar cubes using the manual press method with a pressing system utilizes the principle of the 2nd type of leverage, where the load point is between the power point and the fulcrum. This pressing system works if the ng to the specified depth limit, to restore the position of the lever to its original position is to take advantage of the spring force. It takes about 392 N to press the mold. By doing the calculation so that a mechanical otal force required to press is 130.6 N. The safety factor equation is 69.76 N/mm 2 ≤ 200 MPa . Power arm length: 34.5 cm, weight  arm  length:  11.5  cm.  Designing  components  and  assembling  brown  sugar  cube  printers  using  the  SolidWork
ma  yang  potensi  nilai  ekonominya  tinggi  dan  dapat  tumbuh  subur  di Indonesia. Nagari Andaleh Baruh Bukik adalah daerah di Kabupaten Tanah Datar adalah sentra produksi tanaman aren dan ikan, lahirlah ide untuk mengolah gula semut brown  sugar  cube dengan dengan sistem penekan memanfaatkan prinsip pada pengungkit jenis ke-2, dimana titik beban berada diantara titik kuasa dan titik tumpu. Sistem penekan ini bekerja jika tuas ditarik oleh operator sesuai dengan batas  kedalaman  yang  ditentukan,  untuk  mengembalikan  posisi  tuas  ke  posisi  semula  adalah  dengan  memanfaatkan  gaya Dibutuhkan  sekitar  392  N  untuk  menekan  cetakan.  Dengan  melakukan  perhitungan  sehingga  didapat  keuntungan safety  factor adalah  69,76 g  terbesar  adalah  130,87  N/mm2,  sehingga  alat  ini  aman  dan  tidak  akan mengalami pembengkokan. Panjang lengan  kuasa:  34,5 cm, panjang lengan beban: 11,5 cm. Perancangan komponen serta
Nagari Andaleh Baruh Bukik adalah salah satu daerah di  Kecamatan  Sungayang  Kabupaten  Tanah  Datar produksi  tanaman aren  dan  masih  berpotensi  untuk  dikembangkan perekonomiannya  melalui  tanaman  aren.  Namun demikian,  budidaya  dan  pengolahan  hasil  tanaman aren  ini  masih  dilakukan  secara  tradisional,  serta kurang mendapat perhatian dari berbagai pihak [2].
sebanyak  380  pengrajin  gula  semut  di Banjarnegara  telah  tersertifikasi  dan  setiap  bulannya

## Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol
mampu menghasilkan sekitar 15 ton gula semut untuk di ekspor ke pasar Amerika dan pasar Eropa. Melihat pasar  yang  cukup  menjanjikan,  lahirlah  ide  untuk mengolah  gula  semut  menjadi brown  sugar  cube dengan membuat alat pencetak brown sugar cube Brown  sugar  cube dapat  dihasilkan  dengan  cara ditekan  secara  perlahan  oleh  alat  pencetak sugar  cube ,  tujuan  penekanan  adalah  untuk  memberi bentuk  kepada  gula  semut  menjadi  kubus. akan  membahas  mengenai  perancangan alat pencetak brown  sugar  cube dengan  menggunakan press yang  sistemnya  menggunakan  pengungkit  jenis ke-2. [4]

## 2. Metode Penelitian
Pembuatan brown  sugar  cube dengan  menggunaka metode manual  press dengan  sistem  penekan memanfaatkan  prinsip  pada  pengungkit  jenis  ke dimana titik beban berada diantara titik kuasa dan titik tumpu.  Sistem  penekan  ini  bekerja  jika  tuas  ditarik oleh  operator,  tuas  ditarik  sesuai  dengan  batas kedalaman  yang  ditentukan,  untuk  mengembalikan posisi tuas ke posisi semula, digunakan pegas ( sebagai  sistem  penggeraknya,  dengan  memanfaatkan gaya pegas  maka  tuas akan didorong  hingga panjang ke posisi semula.
Diagram  alir  metode  penelitian  dapat Gambar 1 di bawah ini.

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan ukuran dari komponen pada sistem penekan, gaya yang diperlukan untuk  mencetak brown  sugar  cube ,  serta  desain  dari
Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal Haris 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 140 -
mampu menghasilkan sekitar 15 ton gula semut untuk di ekspor ke pasar Amerika dan pasar Eropa. Melihat pasar  yang  cukup  menjanjikan,  lahirlah  ide  untuk brown  sugar  cube brown sugar cube [3]. dapat  dihasilkan  dengan  cara ditekan  secara  perlahan  oleh  alat  pencetak brown ,  tujuan  penekanan  adalah  untuk  memberi gula  semut  menjadi  kubus.  Paper  ini akan  membahas  mengenai perancangan alat pencetak dengan  menggunakan  alat manual yang  sistemnya  menggunakan  pengungkit  jenis
dengan  menggunakan dengan  sistem  penekan pengungkit  jenis  ke-2, dimana titik beban berada diantara titik kuasa dan titik enekan  ini  bekerja  jika  tuas  ditarik oleh  operator,  tuas  ditarik  sesuai  dengan  batas kedalaman  yang  ditentukan,  untuk  mengembalikan posisi tuas ke posisi semula, digunakan pegas ( spring ) sebagai  sistem  penggeraknya,  dengan  memanfaatkan gaya  pegas maka  tuas akan  didorong  hingga panjang
Diagram  alir  metode  penelitian  dapat  dilihat  pada

## Diagram Alir Penelitian
ini bertujuan untuk menentukan ukuran dari komponen pada sistem penekan, gaya yang diperlukan ,  serta  desain  dari
alat  pencetak brown  sugar  cube. memiliki  beberapa  bagian  agar  dapat  bekerja  dengan baik.  Dimulai  dari  tuas  yang  diberi  gaya,  kemudian gaya dari tuas memberi dorongan ke batang penekan, batang  penekan  ini  kemudian  menekan  cetakan,  agar batang  penekan  kembali  ke  atas  atau  ke  posisi semulanya,  digunakan  pegas  sebagai  gaya  pembalik dari batang penekan ini.
Untuk  menentukan  panjang  tuas,  digunakan persamaan 1 [5]
𝐹𝑏. 𝐿𝑘 = 𝐹𝑘 𝑥 𝐿𝑏
Keterangan:
Fb = Gaya beban (N)
Fk = Gaya kuasa (N)
Lb = Lengan beban (cm)
Lk = Lengan kuasa (cm)
Pembagian antara gaya beban (Fb) dengan gaya kuasa (Fk)  akan  menghasilkan  keuntungan  mekanis  (KM). Sehingga kita dapat merumuskan keuntungan mekanis pengungkit  pada  alat  ini  dengan  menggunakan persamaan 2 di bawah ini.
𝐾𝑀 =
Keterangan:
KM = Keuntungan mekanis
Fb = Gaya beban (N)
Fk = Gaya kuasa (N)

## Gambar 2 Sistem Penekan
Pada  saat  bekerja,  pada  tuas  terjadi  momen  bengkok karena adanya tegangan yang terjadi akibat gaya yang diberikan.  Untuk  menentukan  tegangan  maksimum karena pembengkokan digunakan persamaan
𝜏 = .  𝐼 = 𝑚. 𝑟
Keterangan:
M = Momen dari titik pembebanan
c = Jarak terjauh dari titik pusat (jari
Ix = Momen inersia
PEGAS
- 145
. Sistem  penekan memiliki  beberapa  bagian  agar  dapat  bekerja  dengan baik.  Dimulai  dari  tuas  yang  diberi  gaya,  kemudian gaya dari tuas memberi dorongan ke batang penekan, batang  penekan  ini  kemudian  menekan  cetakan,  agar penekan  kembali  ke  atas  atau  ke  posisi semulanya,  digunakan  pegas  sebagai  gaya  pembalik
Untuk  menentukan  panjang  tuas,  digunakan
(1)
Pembagian antara gaya beban (Fb) dengan gaya kuasa (Fk)  akan  menghasilkan  keuntungan  mekanis  (KM). Sehingga kita dapat merumuskan keuntungan mekanis pengungkit  pada  alat  ini  dengan  menggunakan
(2)

## Sistem Penekan
Pada  saat  bekerja,  pada  tuas  terjadi  momen  bengkok adanya tegangan yang terjadi akibat gaya yang diberikan.  Untuk  menentukan  tegangan  maksimum persamaan 3.
(3)
M = Momen dari titik pembebanan
ari- jari)
TUAS BATANG PENEKAN
Menhendry 1 Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal 4* , Haris 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 140 - 145
m = Massa silinder pejal (Tuas) r = Jari–jari
Setelah  mengetahui  nilai  dari  tegangan  maksimum, maka nilai tersebut dimasukkan ke dalam perhitungan safety  factor ,  faktor  keamanan  ( safety  factor )  adalah faktor  yang  digunakan  untuk  méngevaluasi  agar perencanaan  elemen  mesin  terjamin  keamanannya dengan  dimensi  yang  minimum,  rumus  dari safety factor dapat dilihat pada persamaan 4.
SF = (4)
Keterangan:
SF          = Safety Factor
σ_max  = Ultimate  tensile  strength  material
(kekuatan tarik maksimum)
σ            = Tegangan (pada tuas)
Untuk  mengetahui ultimate  tensile  strength material dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Ultimate Tensile Strength Material Density (kg/m 3 ) Young’s Modulus (Gpa) Ultimate Strength (MPa) Yield Strength (MPa) Steel 7800 200 400 250 Aluminum 2710 70 110 95 Glass 2190 65 50 - Concrete 320 30 40 - Wood 525 13 50 - Bone 1900 9 170 - Polystyrene 1050 3 48 -
Pada  pegas  terdapat  konstanta  yang  merupakan besaran  fisik  yang  menentukan  tingkat  kekakuan pegas. Setiap pegas memiliki nilai konstanta pegasnya masing–masing.  Perhitungan  pada  pegas  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  rumus  seperti  pada persamaan 5.
F = k. x (5)
Keterangan:
F= Gaya (N)
k= Konstanta pegas (NÚm ) x= Pertambahan panjang pegas (m)
Setelah  mendapatkan  ukuran  dari  masing-masing komponen,  dilanjutkan  dengan  pembuatan  desain gambar menggunakan aplikasi SolidWork .
3.   Hasil dan Pembahasan
3.1 Proses Mencetak
Pada  saat  proses  mencetak brown  sugar  cube , dilakukan  beberapa  percobaan  untuk  mengetahui berapa  gaya  (N)  yang  diperlukan  untuk  melakukan satu  kali  proses  pencetakan.  Percobaan  ini  dilakukan dengan  memanfaatkan  bahan  yang  ada  pada  saat
proses  pengerjaan,  yaitu  dengan  menggunakan  batu bata tahan api, dengan masing-masing batu bata tahan api ini memiliki berat sekitar 3,4 Kg atau sekitar 33,32 N.  Tahapan  dalam  percobaan  kali  ini  dimulai  dari  2 buah  bata  tahan  api  yang  ditumpuk  di  atas  cetakan, artinya  sekitar  6,8  Kg  atau  sekitar  66,64  N, selanjutnya  dilakukan penambahan jumlah bata tahan api di masing-masing percobaan sebanyak 2 buah bata tahan  api.  Pada  Gambar  3  di  bawah  ini  merupakan gambar dari pemberian 2 buah bata tahan api. [6]

## Gambar 3 Penekanan dengan Batu Bata Tahan Api
Pada percobaan ini, jarak awal dari cetakan jantan ke betina  adalah  15mm,  dengan  tujuan  akhir  tentunya  0 mm  atau  menempel  dengan  sempurna.  Pada percobaan  dengan  jumlah  bata  sebanyak  12  buah, diketahui jarak cetakan jantan ke betina adalah 0 mm, jadi disimpulkan bahwa dibutuhkan sebanyak 12 buah batu bata tahan api dengan total berat sekitar 40,8 Kg atau sekitar 399,84 N, pada perhitungan dipakai berat 40  Kg  atau  sekitar  392  N  agar  lebih  mudah  dalam proses  perhitungannya. Untuk lebih lengkapnya, data dari percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Pemberian Batu Bata dan Jarak yang dihasilkan No.
Jumlah Bata Tahan Api Jarak (Cetakan Jantan– Betina) 1 2 14 mm 2 4 12 mm 3 6 8 mm 4 8 5 mm 5 10 2 mm 6 12 0 mm 3.2  Perhitungan  Pada  Alat  Pencetak Brown  sugar cube
Perhitungan  pada  alat  ini  dimulai  dari  perhitungan pada  komponen  pengungkit  hingga Safety  Factor (Faktor  Keamanan).  Terdapat  2  macam  pemberian gaya  pada  perhitungan,  yang  pertama  didapat  dari perhitungan  pada  pengungkit,  perhitungan  kedua dengan  menggunakan  gaya  maksimum  yang  dapat diberikan  lengan  manusia  rata–rata  yaitu  25  Kg  atau 245 N (g= 9,8 m/s) [6].

## Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol
3.2.1 Pengungkit
Pengungkit  adalah  batang  yang  mempunyai satu titik tumpu sebagai sumbu putar [7]. Contoh alat merupakan  pengungkit  antara  lain  gunting,  linggis, jungkat-jungkit,  pembuka  botol,  pemecah  biji  kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya [8]
Model dinamika agroindustri gula merah pasok  di  Banyuwangi  dinyatakan  berlaku  karena berdasarkan uji validasi MAPE nilai 8,2% [9].
Pada  alat  ini  diinginkan  keuntungan  mekanis sebanyak  3  kali,  pemilihan  keuntungan  ini  dilakukan karena  mayoritas  pekerja  di  Nagari  Andaleh  Baruh Bukik  adalah  perempuan,  sehingga  akan  lebih membantu  jika  tenaga  yang  diperlukan  lebih  sedikit. Jika menggunakan 3 kali keuntungan =  130,6 N atau sekitar  13,32  Kg  dan  jika  menggunakan  2  kali keuntungan = 196 N atau sekitar 20 Kg.
Perhitungan  ini  didapatkan  dari  total  gaya  yang diperlukan untuk menekan cetakan dari alat  pen brown  sugar  cube ini  adalah  sekitar  40  Kg  atau  392 N. Dengan demikian dari perencanaan yang diketahui dapat dilakukan perhitungan menggunakan 1.
Untuk  mengetahui  nilai  dari  gaya  kuasa  (Fk)  dan keuntungan  mekanis  (KM)  kita  bisa  menggunakan persamaan  (1).  Kita  dapat  mengetahui  gaya  kuasa dengan  cara  substitusi  posisi  lengan  kuasa  (Lk) menjadi  pembagi  antara  perkalian  gaya  beban  (Fb) dengan lengan beban (Lb).
𝐹 = . ,
,
𝐹 = 130,6 N = 13,32 kg

## Gambar 4 Diagram Benda Bebas Pengungkit
Jadi gaya yang diperlukan adalah 130,6 N atau sekitar 13,32  kg.  Setelah  mengetahui  besar  gaya  yang diperlukan  untuk  menekan  tuas,  kita  dapat
Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal Haris 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 140 -
Pengungkit adalah  batang  yang  mempunyai satu titik . Contoh alat-alat yang merupakan  pengungkit  antara  lain  gunting,  linggis, jungkit,  pembuka  botol,  pemecah  biji  kenari,
[8].
Model dinamika agroindustri gula merah sistem rantai pasok  di  Banyuwangi  dinyatakan  berlaku  karena asarkan uji validasi MAPE nilai 8,2% [9].
Pada  alat  ini  diinginkan  keuntungan  mekanis sebanyak  3  kali,  pemilihan  keuntungan  ini  dilakukan karena  mayoritas  pekerja  di  Nagari  Andaleh  Baruh Bukik  adalah  perempuan,  sehingga  akan  lebih diperlukan  lebih  sedikit. Jika menggunakan 3 kali keuntungan = 130,6 N atau sekitar  13,32  Kg  dan  jika  menggunakan  2  kali keuntungan = 196 N atau sekitar 20 Kg.
Perhitungan  ini  didapatkan  dari  total  gaya  yang diperlukan untuk menekan cetakan dari alat pencetak ini  adalah  sekitar  40  Kg  atau  392 N. Dengan demikian dari perencanaan yang diketahui dapat dilakukan perhitungan menggunakan persamaan
Untuk  mengetahui  nilai  dari  gaya  kuasa  (Fk)  dan keuntungan  mekanis  (KM)  kita  bisa  menggunakan .  Kita  dapat  mengetahui  gaya  kuasa dengan  cara  substitusi  posisi  lengan  kuasa  (Lk) menjadi  pembagi  antara  perkalian  gaya  beban  (Fb)

## Diagram Benda Bebas Pengungkit
Jadi gaya yang diperlukan adalah 130,6 N atau sekitar 13,32  kg.  Setelah  mengetahui  besar  gaya  yang diperlukan  untuk  menekan  tuas,  kita  dapat
menentukan  besarnya  keuntungan  mekanis  yang  di dapat  menggunakan  alat  ini.  Dengan  menggunakan persamaan  2  kita  dapat  mengetahui  keuntungan mekanis dari alat ini.
𝐾𝑀 𝒎𝒊𝒏 = , = 3,01
Jadi  keuntungan  mekanis  dari  alat  ini  jika  kita menggunakan  gaya  minimum  130,6  N  adalah  3,01 kali atau sekitar 3 kali lipat.
𝐾𝑀 𝒎𝒂𝒙 =   = = 1,6
Jika  dengan  menggunakan  gaya  kuasa  maksimum (245  N)  didapat  keuntungan  mekanis  sebanyak  1,6 kali.
3.2.2  Momen  Lengkung  Jika  Menggunakan  Gaya Minimum
Untuk  mengetahui  pembengkokan  yang  terjadi  pada saat  pemberian  gaya  minimum  digunakan 3 dengan perhitungan sebagai berikut.
𝐼 = 1,5 𝑘𝑔. 0,0125 𝑚. 0,0125𝑚
𝐼 = 0,0234 𝑘𝑔𝑚
𝜏 𝒎𝒊𝒏 = , .   ,
,
𝜏 𝒎𝒊𝒏 = 69,76 N/mm 2
3.2.3  Momen  Lengkung  Jika  Menggunakan  Gaya Maksimum
𝜏 𝒎𝒂𝒙 = .   , ,
𝜏 𝒎𝒂𝒙 = 130,87 N/mm 2
3.2.4  SF (Safety  Factor)
Pada  Tuas  Jika Menggunakan Gaya Minimum Dari perhitungan momen lengkung dengan menggunakan  gaya  minimum,  didapatkan  tegangan bengkok sebesar 69,76 N/mm 2 . Supaya tuas pada alat ini aman, maka besarnya tegangan  yang terjadi harus lebih kecil atau sama dengan tegangan ijinnya.
Dari  Tabel  1  di  atas  didapatkan ultimate  strength untuk  material  s teel adalah  σu  =  400  MPa  jika dikonversi  menjadi  N/mm 2 adalah  400  N/ sedangkan safety  factor dipilih 2  karena  pada tuas di alat ini beban yang diterima adalah beban statis.
σb ≤ σ ijin
σb ≤
69,76 N/mm 2 ≤
69,76 N/mm 2 ≤ 200 MPa (aman)
Maka dari hasil perhitungan seperti di dinyatakan  aman  dan  didapatkan  titik  yang  paling
- 145
menentukan  besarnya  keuntungan  mekanis  yang  di gunakan  alat  ini.  Dengan  menggunakan 2  kita  dapat  mengetahui  keuntungan
Jadi  keuntungan  mekanis  dari  alat  ini  jika  kita menggunakan  gaya  minimum  130,6  N  adalah  3,01
Jika  dengan  menggunakan  gaya  kuasa  maksimum (245  N)  didapat  keuntungan  mekanis  sebanyak  1,6
Momen  Lengkung  Jika  Menggunakan  Gaya
Untuk  mengetahui  pembengkokan  yang  terjadi  pada gaya  minimum  digunakan  persamaan 3 dengan perhitungan sebagai berikut.
omen  Lengkung  Jika  Menggunakan  Gaya Pada  Tuas  Jika
Dari perhitungan momen lengkung dengan menggunakan  gaya  minimum,  didapatkan  tegangan Supaya tuas pada alat ini aman, maka besarnya tegangan  yang terjadi harus lebih kecil atau sama dengan tegangan ijinnya.
ultimate  strength adalah  σu  =  400  MPa  jika adalah  400  N/mm 2 , dipilih  2  karena  pada tuas di alat ini beban yang diterima adalah beban statis.
Maka dari hasil perhitungan seperti di atas, tuas dapat dinyatakan  aman  dan  didapatkan  titik  yang  paling
Menhendry 1 Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal 4* , Haris 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 140 - 145
kritis  terhadap  tegangan  maksimum  atau  tegangan bengkok.
3.2.5  SF (Safety  Factor) Pada  Tuas  Jika Menggunakan Gaya Maksimum
Dari perhitungan momen lengkung jika menggunakan gaya  maksimum,  didapatkan  tegangan  bengkok sebesar  130,87  N/mm 2 .  Supaya  tuas  pada  alat  ini aman,  maka  besarnya  tegangan  yang  terjadi  harus lebih kecil atau sama dengan tegangan ijinnya.
Dari  Tabel  1  di  atas  didapatkan ultimate  strength untuk  material steel adalah  σu  =  400  MPa  jika dikonversi  menjadi  N/mm 2 adalah  400  N/mm 2 , sedangkan safety factor dipilih 2  karena  pada tuas di alat ini beban yang diterima adalah beban statis.
130,87 N/mm 2 ≤
130,87 N/mm 2 ≤ 200 MPa (aman)
Maka dari hasil perhitungan seperti di atas, tuas dapat dinyatakan  aman  dan  didapatkan  titik  yang  paling kritis  terhadap  tegangan  maksimum  atau  tegangan bengkok.
3.2.6  Konstanta  Pegas  Jika  Menggunakan  Gaya
Minimum
Konstanta  pegas  adalah  besaran  fisik  yang menentukan  tingkat  kekakuan  pegas.  Setiap  pegas memiliki  nilai  sendiri  konstanta  pegas.  Huruf  k digunakan untuk menunjukkan jumlah. Satuan SI-nya adalah  Newton per  meter  (N/m).  Dengan menggunakan persamaan 5, didapat perhitungan pada gaya minimum seperti berikut:
K 𝒎𝒊𝒏 = 130,6

## 4
K 𝒎𝒊𝒏 = 32,65
Dari  hasil  perhitungan  dengan  membagi  gaya minimum  yang dibutuhkan (F min ) dengan perubahan panjang  pegas  (x)  di  dapatkan  hasil  konstanta  pegas senilai 32,65.
3.2.6  Konstanta  Pegas  Jika  Menggunakan  Gaya Maksimum
Konstanta Pegas Jika Menggunakan Gaya Maksimum dapat diketahui juga dengan menggunakan persamaan 5 di atas.
K 𝒎𝒂𝒙  = 245
5,5

## K 𝒎𝒂𝒙  = 44,54
Dari  hasil  perhitungan  dengan  membagi  gaya maksimum  yang  bisa  diberikan  (F max )  dengan perubahan  panjang  pegas  (x)  didapatkan  hasil konstanta pegas senilai 44,54.
3.3 Desain Alat
Setelah  melakukan  perhitungan,  didapatkan  ukuran dari  masing-masing  komponen  yang  kemudian dituangkan  dalam  bentuk  desain  alat.  Alat  pencetak brown  sugar  cube terdiri  dari  berbagai  macam komponen,  yaitu  cetakan,  pencetak,  tuas  penekan, batang  penekan,  spring  ( pegas )  dan  rangka.  Alat  ini menggunakan  prinsip  kerja  manual  untuk  menekan produknya  sehingga  menjadi  gula  semut  yang berbentuk  kubus.  Bentuk  dari  alat  pencetak brown sugar cube dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 5 Desain Alat
Pada  Tabel  3  merupakan  daftar  dari  komponen  yang ada  pada  alat  ini  yang  dilengkapi  dengan  bahan, jumlah,  ukuran,  serta  keterangan  terkait  pembelian atau pembuatan komponen tersebut.
Tabel 3.  Bagian dari Desain Alat
No Nama bagian Jum- lah Bahan Uku -ran Kete- rangan 1 Tuas Penekan 1 ST 37 dan Besi Ho-llow 650 x 30 Dibuat 2 Penopang  1 ST 37 300 x 230 Dibuat 3 Baut Hexagon 4 Stain-less M5.5 x 2.5 Dibeli 4 Bracket Tuas Penekan 1 ST 37 80 x 80 Dibuat 5 Baut Hexagon 5 Kuni- ngan M8 x 1.5 dan M10 x 1.5 Dibeli 6 Penahan Tuas Belakang 1 ST 37 dan Pipa Galvanize ∅18.5 x 200 dan ∅19 x 250 Dibuat 7 Pegas 1 Alloy Steel ∅8 Dibeli 8 Pencetak 1 Kayu Surian 165 x 165 Dibeli
Menhendry 1 Aan Ibadurrahman 2 , Nurwahyu Aryo Anggono 3 , Fardinal 4* , Haris 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 140 - 145

## 4.   Kesimpulan
Ukuran dari sistem penekan pada alat pencetak brown sugar cube ini didapat dari hasil perhitungan, dengan rincian:
a. Panjang  lengan  kuasa  34,5  cm,  panjang  lengan beban  11,5  cm,  gaya  kuasa  minimum  130,6  N, gaya kuasa maksimum 245  N,  dan  gaya
beban 392 N.
b. Perancangan  komponen  pada  alat  pencetak brown sugar cube dilakukan dengan menggunakan  aplikasi SolidWork .  Hasil  dari perancangan  ini  berupa  gambar  desain.  Setelah perhitungan  dan  perancangan  komponen  selesai dilakukan  dan  dituangkan  dalam  bentuk  desain pada  aplikasi SolidWork ,  maka  dilakukan assembling (perakitan)  menggunakan  aplikasi SolidWork dan  hasil  dari  proses  perakitan  ini berupa gambar desain.
c. Pada  penelitian  kali  ini,  dibutuhkan  penelitian lebih  lanjut  mengenai  bahan  yang  paling  cocok untuk digunakan sebagai bahan cetakan, peneliti berharap ada penelitian lanjutan mengenai ini.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan terima kasih kepada Politeknik Negeri Padang yang telah memberikan kesempatan penelitian dengan no kontrak 436/PL9.15/PG/2022.

## Daftar Rujukan
[1]  S. Soesono, Bertanam Aren, Jakarta: Penebar Swadaya, 2000.
[2]  D.  Evaliza,  "Analisis  Finansial  Tanaman  Aren  Di  Nagari Andaleh Baruh Bukik Kecamatan Sungayang Kabupaten Tanah Datar" Jurnal Agribisnis Kerakyatan, Volume 4, Nomor 1, pp.
36-46, 2014.
[3]  Saputro,  E.  B.,  Adriana,  M.,  &  Bela  Persada,  A.  A.  (2021). Rancang bangun alat pencetak pelet apung untuk pakan ikan di desa bluru kabupaten tanah laut: rancang bangun alat pencetak pelet  apung  untuk  pakan  ikan  di  desa  bluru  kabupaten  tanah laut. Elemen: jurnal teknik mesin, 8(1), 22–29. Https://doi.org/10.34128/je.v8i1.141
[4]    A.  Gunawan,  Perspektif  sosiobudaya  perajin  gula  aren  semut (studi kasus Desa Padasuka Kecamatan Cibinong Kabupaten Cianjur, Jawa Barat) [skripsi], Bogor: Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor, 1997.
[5]    Sularso  dan  Kiyokasu,  Suga.  1997.  Dasar  Perencanaan  dan Perancangan  Elemen  Mesin.  Cetakan  Kesembilan.  Pradnya Paramita. Jakarta.
[6]  V. A. R,  "Perancangan Alat Ukur Gaya Pada Otot Bisep Dan Trisep  Dalam  Kerja  Mendorong  Dan  Menarik  Dengan Pertimbangan  Kerja  Mendorong  Dan  Menarik  Dengan Pertimbangan," eprints.undip.ac.id, Semarang, 2011.
[7]  Ilmu  Hitung.  2022. Pengungkit  Tuas  dan  Katrol [Online] (Update 25 Desember 2022) Tersedia di: http://www.ilmuhitung.com [Accesed 27   Desember 2022]
[8]  Ruang  Guru.  2022. Mengenal  3  Jenis  Tuas,  Ciri-Ciri  dan Contoh [Online]  (Update  Juli  2022)    Tersedia  di:  http://www. Ruangguru.com [Accesed 27 Desember 2022.
[9]    Sumadi,  J.,  &  Ardiani,  F.  (2020).  Supply  chain  brown  sugar agroindustry  in  Banyuwangi  district:  Analysis  study  with  a dynamic  system  approach. Int.  J.  Supply  Chain  Manag , 9 (1), 626-632.
[10] Tamaka Spring. 2022. Per Tekan [Online] (Update Oktober 2022) Tersedia di: http://www.TanakaSpring.com [Accessed 26 Desember 2022]