## DISAIN DAN PABRIKASI MESIN PLANTING BENIH JAGUNG DENGAN SISTEM CULTIVATOR
Enzo W. B. Siahaan 1)
1) Universitas Darma Agung, Jl. DR. T.D. Pardede No. 21 Medan Email : enzo_battra@yahoo.com

## Abstrak
Desain  dan  pabrikasi  mesin planting benih  jagung  dengan  sistem cultivator ini merupakan  salah  satu  inovasi  teknologi  tepat  guna  yang  sangat  sederhana  dan lebih  produktif,    untuk  membantu  masyarakat  pengusaha  dan  para  petani  dalam menyelesaikan  pekerjaan  penanaman  benih  jagung  di  areal  yang  luas.  Pertanian tanaman  jagung  masih  dapat  dikembangkan  dan  menjadi  usaha  unggulan  di Kabupaten Dairi melihat luas wilayah dan tanah yang tersedia serta didukung oleh iklim dan tanah yang subur juga masyarakat yang suka bertanam jagung.  Hal ini juga  diimbangi  dengan  peningkatan  harga  komoditas  jagung  ditingkat    petani. Untuk  meningkatkan  proses  produksi  tanaman  jagung  ,  maka  membutuhkan mesin/alat  yang  dapat  menanam  benih  jagung  dengan  efisien,  cara  kerja  yang lebih produktif, dan kapasitas produksi lebih besar. Mesin planting benih jagung ini  terdiri  dari  beberapa  komponen  standard  seperti:  1)  motor  bensin  4  langkah, reducer  speed 1  :  50,  pasak,  pulli,  sabuk/ belt ,  rantai,  roda  gigi/ gear ,  dan bantalan/ bearing, 2) komponen utama yang dikerjakan dengan proses pemesinan yaitu : kerangka dudukan, poros penggerak, pisau/ blade , lengan screw/screw arm , screw  cultivator .  Mesin-mesin/peralatan yang  digunakan  pada  proses  pengerjaan konstruksi, dan komponen utama yaitu : mesinbubut, mesinfrais, mesinbor, mesin gerinda  tangan,  tap  ulir  dalam,  dan  Trafo  las.  Dari  hasil  desain  dan  pabrikasi hingga  proses  pengerjaan  mulai  dariproses  pembuatan  komponen  utama  dan proses  perakitan  yang  dilakukan,  maka  menghasilkan  satu  unit  mesin planting benih  jagung  dengan  sistem cultivator sesuai  dengan  desain  yang  diinginkan dengan hasil uji kapasitas produksi 258 benih/menit. Kata kunci: Desain, Pabrikasi, Mesin Planting, Cultivator, Jagung.

## Abstrac
The  design  and  manufacture  of  corn  seeding  planting  machines  with  this cultivator  system  is  one  of  the  simplest  and  more  productive  technological innovations to help the community of entrepreneurs and farmers in completing the work  of  planting  corn  seeds  in  large  areas.  Maize  cultivation  can  still  be developed and become an excellent effort in Dairi Regency to see the area and the land available and supported by the fertile climate and soil as well as the people who like to plant maize. This is also offset by an increase in corn prices of maize commodities. To improve the corn production process, it requires a machine / tool that  can  plant  corn  seeds  efficiently,  a  more  productive  way  of  working,  and greater  production  capacity.  The  corn  seed  planting  machine  consists  of  several standard  components  such  as:  1)  4-step  gasoline  motor,  1:  50  reducer  speed, pegs, pulleys, belts / belts, chains, gears and bearings, 2) key components done by machining process that is: cradle frame, driving shaft, blade / blade, screw arm,
screw cultivator. The machines / equipment used in the construction process, and the  main  components  are:  machine,  machine,  machine,  hand  grinding  machine, deep  thread  tap,  and  welding  transformer.  From  the  design  and  fabrication process to the process start from the process of making the main component and assembling process that is done, hence produce one unit of planting plant of corn seed  with  cultivator  system  according  to  the  desired  design  with  result  of production capacity test 258 seed / minute.
Keywords: Design, Manufacturing, Planting Machine, Cultivator, Corn.

## Pendahuluan
Jagung  adalah  tanaman  yang hanya  bisa  ditanam  semusim  dan merupakan  sumber  pangan  yang rendah karbohidrat dan tinggi protein.  Budidaya  tanaman  jagung harus  dikembangkan,  agar  Indonesia bisa  berkembang  dan  maju  dalam sistem  pertanian.  Jagung  tersebar luas  di  seluruh  daerah  di  Provinsi Sumatera Utara khususnya di Kabupaten  Dairi,  penanaman  jagung dilakukan pada lahan kering (tegalan dan  huma)  yang  luasnya  mencapai 61.738  Ha.  Namun  luas  penanaman jagung  pada  tahun  2000-An  baru mencapai  38.883  Ha  atau  sekitar 63% dari lahan kering yang ada.
Pertanian tanaman jagung masih dapat  dikembangkan  dan  menjadi usaha  unggulan  di  Kabupaten  Dairi melihat luas wilayah dan tanah  yang tersedia  serta  didukung  oleh  iklim dan tanah yang subur juga masyarakat  yang  suka  bertanam jagung.  Hal  ini  juga  diimbangi dengan peningkatan harga komoditas jagung ditingkat  petani. Cara bertani sederhana ini kurang mampu bersaing  dengan  teknologi  pertanian saat  ini  yang  semakin  maju  dan canggih  sehingga  cara  penanaman- nya terbatas pada sumber  daya yang ada.    Sumber  daya  yang  biasanya diandalkan  petani  adalah  sumber daya  manusia  yang  mana  telah
membentuk  suatu  ketergantungan dalam merekrut tenaga kerja sehingga  petani  harus  mengeluarkan biaya  yang  lebih  besar  dalam meningkatkan    produksi  tanaman jagung  mereka.    Belum  lagi  petani harus mengeluarkan biaya perawatan yang mahal.
Melihat  keadaan  yang  demikian penulis mencoba menganalisa
permasalahan  yang  terjadi,  yaitu mendisain  dan  membuat “Mesin Planting  Benih  Jagung  dengan Cultivator”.

## Tinjauan Pustaka
1. Jagung
Jagung (Zea  mays )  adalah  salah satu  tanaman  pangan  penghasil karbohidrat  yang  terpenting  di  dunia selain  gandum  dan  padi.  Pada  masa kini, jagung sudah menjadi komponen  penting  pakan  ternak, penggunaan  lainnya  sebagai  sumber minyak  pangan  dan  bahan  dasar tepung  maizena.  Tinggi  tanaman jagung  bervariasi  mencapai  2,0 sampai  2,5  m.  Tanaman  jagung merupakan tanaman semusim
(annual) yang dalam budidaya hidupnya  menyelesaikan  satu  daur hidupnya dalam 80-150 hari tergantung  kultivar  dan  saat  tanam. Tanaman jagung dimasukkan kedalam klasifikasi berikut:
Kingdom  : Plantae (tumbuh- tumbuhan) Diviso : Spermatophte (tumbuhan berbiji) Sub-Diviso : Anggiospermae (berbiji tertutup) Kelas : Monocotyedonae (biji berkeping satu)
Ordo           : Palmales Familia       : Palmae
Genus         : Cocos
Spesies       : Cocos nuci Dikutip dari : http://id.wikipedia.org/wikijagung
2. Cultivator
Cultivator adalah alat  dan  mesin pertanian yang digunakan untuk pengolahan tanah sekunder. Cultivator bekerja dengan menggunakan  gigi  yang  sedikit menancap  ke  dalam  tanah  sambil ditarik dengan sumber tenaga penggerak, umumnya traktor. Kultivator  jenis  lain  ( rotary  tiller ) menggunakan gerakan berputar
cakram  dan  gigi  untuk  mencapai hasil yang sama. Cultivator mengaduk dan menghancurkan gumpalan tanah yang  besar,  sebelum  penanaman (untuk  mengaerasi  tanah)  maupun setelah benih atau bibit tertanam untuk  membunuh gulma ).  Berbeda dengan   garu mengaduk  sebagian besar  permukaan  tanah, Cultivator mengaduk tanah sebagian saja secara hati-hati sehingga tidak mengganggu tanaman pertanian.

## 3. Penanaman Benih Jagung
Ada berbagai macam cara menanam  jagung  salah  satunya dengan  menerapkan  metode  tanpa olah  tanah  (TOT).  Pengertian  tanpa olah  tanah  di  sini  adalah  cara
penanaman tanpa perlakuan persiapan  lahan  seperti  pembalikan dan  penggemburan  tanah  terlebih dahulu,  hanya  diperlukan  lubang untuk  membenamkan  benih  kedalam tanah.
Di  negara  maju  penanaman tanpa olah tanah biasanya menggunakan alat planter. Sedangkan  di  Indonesia  biasanya cukup  menggunakan  tugal.  Tugal diperlukan untuk melubangi permukaan  tanah  tempat  benih ditanam. 4. Alat-Alat / Mesin Yang Digunakan
a. Mesin Bubut
Menurut  Taufiq  Rochim  (1993), benda  kerjadi  pegangoleh  pencekam yang  dipasang  di  ujung  poros  utama (spindel) ,  dengan  mengatur  lengan pengatur  yang  terdapat  pada  kepala tetap,  putaran  poros  utama  (n)  dapat dipilih.  Harga  putaran  poros  utama umumnya  dibuat  bertingkat,  dengan aturan  yang  lebih  distandarkan, misalnya  630,  710,  800,  900,  1120, 1250,  1400,  1600,  1800,  dan 2000.Pahat  dipasang  pada tool  post dan  kedalaman  potong  (a)  diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar.
Gambar 1. Mesin Bubut Mesin  bubut  ini  digunakan untuk  membubut  komponen  poros dan finising permukaan pipa silinder mesin planting benih jagung.
a.  Untuk kecepatan potong.
𝑉 = 𝜋 .  𝑑 .  𝑛 1000 ..........................(2.1)
b.  Kecepatan makan.
Vf = f . n [mm/min] ...............(2.2) c.  Waktu pemotongan.
𝑡 𝑐 = 𝑙 𝑡 𝑉 𝑓 [min] .......................(2.3)
b. Mesin frais (milling)
Pada  pembuatan  mesin planting benih  jagung.  ini,  komponen  yang dikerjakan dengan mesin frais adalah untuk membelah pipa silinder, pengefraisan  alur  pasak,  sudut  segi empat pada ujung poros dan pembuatan  lubang  segi  empat  pada tuas.  Mesin  frais  yang  digunakan diperlihatkan  pada  gambar  2  berikut ini.

## Gambar 2. Mesin Frais
a.  Untuk kecepatan potong.
𝑉 = 𝜋 .  𝑑 .  𝑛
1000 ..........................(2.4)
b.  Gerak makan.
𝑓 𝑧 = 𝑉 𝑓 𝑧  .  𝑛 ................... ...........(2.5)
c.  Waktu pemakanan.
𝑡 𝑐 = 𝑙 𝑡 𝑉 𝑓 [min] .......................(2.6)
c. Mesin bor
Pada pembuatan komponen mesin  p lanting benih  jagung  ini menggunakan  mesin  bor  untuk mengebor  lubang  baut  pada  rangka, tuas dan pada mata potong.
Gambar 3. Mesin Bor
d. Mesin Gerinda Pada proses pengerjaan komponen,  mesin  gerinda  potong digunakan untuk memotong besi dan gerinda  tangan  digunakan  untuk meratakan  permukaan  baik  hasil pengelasan maupun hasil pemotongan.

## Gambar 4. Mesin Gerinda Potong
e. Mesin las Mesinlas  yang  digunakan  untuk pengerjaan kerangka, dudukan motor,  dan  pada  penyambungan- penyambungan  lainnya.  Mesin  las listrik yang digunakan seperti
diperlihatkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Mesin Las Listrik Menurut Wityosumarto,
Harsono (1998), dengan tebal pelat 1 – 4 mm maka jarak celah antara pelat 1  danpelat  2  yang  dianjurkan  adalah
1 – 2 mm.
A = a .t........................................(2.7) Dimana : A  =   Luas daerah pengelasan A  = Jarak antara pelat 1 dan 2  yaitu (2 mm) t   = Tebal pelat
5. Komponen Utama Mesin Planting Benih Jagung a. Sabuk Menurut  Sularso  dan  Kiyokatsu
Suga  (2004),  jarak  yang  jauh  tidak memungkinkan  transmisi  langsung menggunakan  roda  gigi.  Untuk  itu perlu  penerapan  sistem  transmisi putaran  dan  daya  dengan  cara  yang lain,  dimana  sebuah  sabuk  luwes dipasang disekeliling puli.
Untuk sabuk
yang akan digunakan  adalah  sabuk  V  dengan konstruksi  dan  ukuran  penampang sabuk  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 6.
Gambar 6. Konstruksi dan ukuran penampang sabuk-V
b. Pulley
Puly  V- belt merupakan  salah satu  elemen  mesin  yang  berfungsi untuk  mentransmisikan  daya  dan putaran seperti halnya sprocket rantai dan roda gigi.
Gambar 2. Pulley
c. Gear reducer
Gear  reducer merupakan  sistem yang  digunakan  untuk  mereduksi putaran  1  :  6  0dan  torsi  yang  keluar dari  poros  transmisi  motor.  Dengan torsi  yang  besar untuk menghasilkan putaran  yang  lambat  sesuai  yang diinginkan.

## Gambar 3. Gear Reducer
d. Bantalan
Menurut  Sularso  dan  Kiyokatsu
Suga,  bantalan  adalah  elemen  mesin yang  menumpu  poros  berbeban, sehingga  putaran  atau  gerakan  bolak –  baliknya  dapat  berlangsung  secara halus,  aman  dan mengalami  gesekan yang berlebihan.

## Gambar 4. Bantalan

## e. Rantai
Rantai  transmisi  daya  (gambar 5)  biasanya  dipergunakan  dimana jarak  poros  lebih  besar  dari  pada
transmisi  roda  gigi,  tetapi  lebih pendek  dari  pada  dalam  transmisi sabuk.  Rantai  mengait  pada  gigi sprocket dan meneruskan daya tanpa slip,  jadi  menjamin  perbandingan putaran yang tetap.
Gambar 5. Rantai
f. Roda Gigi
Roda  gigi  dengan  poros  sejajar adalah  roda  gigi  dimana  giginya berjajar  pada  dua  bidang  silinder (disebut  “bidang  jarak  bagi”)  kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Pada perancangan mesin planting benih jagung dengan
cultivator ,  roda  gigi  yang  digunakan adalah  roda  gigi  lurus.  Roda  gigi lurus  merupakan  roda  gigi  paling dasar  dengan  jalur  gigi  yang  sejajar poros.
Gambar 6. Roda Gigi g. Roda
Roda merupakan komponen mesin yang berfungsi untuk menahan seluruh  beban  mesin,  memindahkan tenaga  ke  permukaan  jalan  dan mengurangi kejutan yang disebabkan getaran mesin.
Gambar 7. Roda
h. Tangkai Pengendali
Tangkai  pengendali  merupakan komponen  mesin  yang  berfungsi sebagai  pengendali  gerakan  mesin dan sebagai tempat kedudukan pedal kopling mesin.

## Gambar 8. Tangkai Pengendali

## i. Pedal Kopling
Pedal  kopling  berfungsi  untuk meneruskan  dan  memutus  hubungan dari  kopling  ke  sabuk  sehingga putaran  dari  puli  mesin  dapat diteruskan ke komponen yang membutuhkan daya putar. j. Roda Pelubang Roda pelubang berfungsi sebagai  alat  untuk  membuat  lubang tempat  penanaman  benih  jagung. Roda  pelubang  ini  terbuat  potongan besi  pipa  ukuran      yang  dipotong dengan lebar 5 cm.
k. Wadah Penampung Benih
Wadah  ini  berfungsi  sebagai tempat  penampungan  benih  jagung yang  akan  ditanam.  Wadah  ini terbuat  dari  bahan  plastik  yang banyak dijual dipasaran dan harganya terjangkau.
l. Selang Saluran Benih Selang saluran benih ini berfungsi  untuk  meneruskan  benih jagung  dari  wadah  penampung  ke seeder biji jagung. Selang ini terbuat dari  plastik  elastis  yang  berukuran ¾”.
m. Seeder Biji Jagung
Seeder biji  jagung  merupakan komponen  mesin  yang  berfungsi untuk  menjatuhkan  biji  jagung  ke- lubang tanam.

## n. Motor Bensin 4 Langkah
Sebagai  penggerak  mula,  dari mesin planting benih  jagung  ini,
yaitu  menggunakan  motor  bensin.
Motor bensin mentansmisikan putaran  untuk  memutar gear  box reducer melalui sabuk, maka menghasilkan  putaran  yang  sudah direduksi  untuk  di  trasimisikan kepada  poros.  Motor  bensin  yang dipakai  adalah  motor  bensin  dengan daya 5,5 HP dan putaran 3600 rpm.
Gambar 9. Motor Bensin 4 Langkah Metode Produksi Metode produksi yang digunakan  adalah  sebagai  berikut  : (a) metode disain melalui perhitungan dan analisis pada komponen-komponen  utama  mesin, (b) metode pabrikasi melalui pembuatan komponen-komponen utama mesin.
Tempat Lokasi/tempat  pembuatan  mesin pengiris  kentang  ini  dikerjakan  di laboratorium produksi dan
pemesinan  jurusan  teknik  mesin universitas darma agung.

## Hasil Dan Pembahasan
Dari  hasil  perhitungan  dan analisis  pada  perhitungan  pada komponen  utama  (produk  di  pasar) maka didapat sebagai berikut :
1.  Motor  bensin  4  langkah  dengan daya  5,5  HP  dan  putaran  3600 rpm.
2.  Pulli  dengan  dimensi  ukuran masing – masing jenis diantaranya
:  pulli  penggerak reducer  speed
berukuran 150 mm, pulli penggerak  berukuran  89  mm, pulli  reduksi  1  berukuran  150 mm, pulli reduksi 2 berukuran 89 mm, dan pulli penggerak cultivator berukuran 150 mm.
3.  Sabuk/ belt yang  digunakan  sabuk
V (V-Belt) tipe  A  dengan  ukuran panjang sabuk 41” untuk transmisi dari mesin penggerak ke reducer speed , panjang sabuk 40’’ untuk transmisi dati mesin penggerak  ke  poros  reduksi, panjang sabuk 32’’ untuk transmisi  poros  reduksi  ke  poros penggerak cultivator. 4.  Rantai  yang  digunakan  jenis rantai  transmisi  daya  dengan panjang rantai dari poros
penggerak  ke screw  cultivator sebesar  60  mata  dan  panjang rantai  dari screw  cultivator ke pisau sebesar 41 mata.
5.  Roda  gigi  yang  digunakan  jenis roda  gigi  kerucut  lurus  pada gearbox reducer dan jenis sproket pada As roda.
6.  Bantalan  yang  dipakai  dengan nomor 6004 dengan d=20 mm dan harga  kapasitas  minimal  spesifik (C) = 1100 kg.
Dari  hasil  perhitungan  dan analisis  pada  perhitungan  pada komponen  utama  yang  dikerjakan dengan proses produksi maka didapat sebagai berikut : 1.  Kerangka Mesin, dengan menggunakan  baja  profil  UNP ukuran  3  ×  5  cm  dengan  panjang kerangka  ukuran  80  cm  dan lebar 40 cm. 2.  Poros penggerak, dengan
menggunakan  bahan  baja  karbon S35C  dimana  diameter  poros penggerak 19 mm.
3.  Pasak yang digunakan jenis pasak benam  dengan  penampang  segi empat.  Bahan  yang  digunakan
S45C dicelup dingin dan dilunakkan  dengan  panjang  20 mm. 4.  Pisau/ blade dengan dimensi ukuran panjang 900 mm, lebar 70 mm, dan tebal 1 mm.
5. Screw  cultivator dengan  dimensi ukuran  diameter screw setelah jadi  (D)  160  mm,  diameter  poros setelah  jadi  (d)  19  mm,  panjang poros  (L)  900  mm,  jumlah  ularan (z) 9 buah dan tebal plat (t) 3 mm.
6.  Lengan s crew (screw arm)

## Kesimpulan
Dari  hasil  desain  dan  pabrikasi yang  telah  dilakukan,  maka  dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1.  Bentuk  kontruksi  mesin planting benih  jagung  dengan sistem cultivator yang  dipabrikasi  sesuai dengan yang diinginkan.
2.  Material  yang  digunakan  untuk konstruksi  mesin planting benih
jagung  dengan  sistem cultivator terdiri  dari:  rangka  dari  bahan ST37,  poros  dari  bahan  S35C, pasak dari bahan S45C, pisau/ blade dan screw  cultivator
dari bahan ST37.
3. Hasil uji kapasitas produksi untuk mesin planting benih  jagung dengan  sistem cultivator yaitu: 258 benih/menit.
4.  Sistem cultivator yang  terdiri  dari pisau/ blade,  screw  cultivator dan lengan screw (screw arm) ternyata lebih efektif untuk proses planting benih jagung.

## Daftar Pustaka
PEDC,  1985, Menggambar  Teknik Jilid 2 , FTM-ITB, Bandung.
http://.www. Pertanian uns.ac.id/ org ronomi/dashorlink/sni_hoorti.
Khurmi  R.  S.  and  Gupta  J.  K.  : 2005,: A Textbook Of Machine Design”.
Sularso  dan  Kiyokatsu  Suga,  ”Dasar Perencanaan  dan  Pemeliharaan Elemen Mesin”, Pradnya Paramita, Jakarta, 1997 Sonawan, Hery, ”Perancangan Elemen Mesin”, Alfabeta, Bandung, 2010. Taufiq  Rochim,  1993,  Teori  dan Teknologi  Proses  Pemesinan, Laboratorium Teknik Produksi, JurusanMesin, FTI–ITB, Bandung. Widarto, dkk, 2008, Teknik Pemesinan untuk SMK, Depdiknas, Jakarta. Wityosumarto, Harsono, Teknik Pengelasan  Listrik ,  Penerbit Erlangga, Jakarta, 1998.