© 2021 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## RANCANG BANGUN MESIN PENGIRIS DAUN BAWANG DENGAN KAPASITAS 300 GRAM PER MENIT
Muhammad Ramadhan 1,a , Achmad Hatta 2,b , dan Rodian Situmorang 3,c
1,2,3 Program Studi Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung, Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga, Kabupaten Bandung Barat 40559. Indonesia
a muhammad.ramadhan.tme18@polban.ac.id, b achmad.hatta@polban.ac.id

## Abstrak.
Kebutuhan  akan  irisan  daun  bawang  relatif  banyak,  maka  dibutuhkan  alat  yang  dapat  membantu dalam  proses  pengirisan  yang  lebih  efektif  baik  secara  tenaga  maupun  waktu  yang  dikeluarkan. Berdasarkan  permasalahan  tersebut  tercetuslah  ide  untuk  merancang  sebuah  mesin  pengiris  daun bawang guna membantu masyarakat dalam mengiris daun bawang khususnya para penjual makanan yang membutuhkan daun bawang seperti, penjual martabak telur, dan penjual masakan.
Metode  yang  digunakan  adalah  studi  literatur  (kepustakaan),  pengamatan  lapangan,  serta  metode penyelesaian masalah berupa rancang bangun yang mencakup pra perencanaan berupa sketsa mesin, perencanaan  konsep  mesin,  perhitungan,    pembuatan  gambar  kerja,  pengadaan  material  dan komponen, pembuatan alat, assembly, serta pengujian.
Luaran projek ini adalah pembuatan mesin pengiris daun bawang yang sederhana dan efektif dengan tidak  melupakan  faktor  keselamatan  dan  kebersihan  sehingga  dapat  mendukung  dalam  proses pengirisan daun bawang skala pedagang maupun industri rumahan. Alat ini berkapasitas 300 gram per menit dengan menggunakan motor DC 775 dan bersumber baterai li-ion 18650 sebanyak empat buah.
Kata kunci . Rancang Bangun, Pengiris, Daun Bawang

## Abstract.
The need for sliced scallions is relatively large, so a tool that can assist in the slicing process is more effective both in terms of energy and time spent. Based on these problems, the idea was born to design a scallion slicing machine to help the community in slicing scallions, especially food sellers who need scallions such as egg martabak sellers, and food sellers.
The method used is literature study (library), field observations, and problem solving methods in the form  of  design  which  includes  pre-planning  in  the  form  of  machine  sketches,  machine  concept planning,  calculations,  making  working  drawings,  procurement  of  materials  and  components,  tool making, assembly, and testing.
The output of this project is the manufacture of a scallion slicing machine that is simple and effective by not forgetting the safety and hygiene factors so that it can support the slicing process at the scale of traders and home industries. This tool has a capacity of 300 grams per minute using a DC 775 motor and sourced from four 18650 li-ion batteries.
Keywords: Design and Fabrication, Slicer, Leeks

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021

## Pendahuluan
Bawang daun ( Allium fistulosum L.) termasuk dalam famili Liliaceae yang berasal dari kawasan dari Asia Tenggara yang kemudian meluas dan ditanam di berbagai wilayah yang beriklim tropis dan subtropis. Sayuran penting ini memiliki banyak k kegunaan, bisa dimakan mentah dan a dimasak dalam berbagai  hidangan.  Tanaman  muda  biasa  digunakan  untuk  resep  khusus  makanan  tertentu.[1] Pada a bagian ujungnya, daun bawang berwarna hijau tua, sedangkan batangnya yang berwarna hijau muda atau putih dengan tekstur sedikit keras. Daun bawang juga memiliki aroma dan rasa yang sangat khas,  aroma  daun  bawang  yang  khas  itu  membuatnya  dijadikan  bumbu  masak.  Meskipun  sering dianggap  bukan  sebagai  bumbu  dapur r utama  dan  hanya  dijadikan  bahan  pelengkap,  namun  daun bawang  menjadi  faktor r penting  untuk  menambah  kelezatan rasa  masakan.  Daun  bawang  bahkan hampir selalu ada di setiap masakan khas Indonesia.[2] Masakan khas Indonesia yang menggunakan daun  bawang  sebagai  pelezatnya  antara a lain  soto,  martabak  telur,  mie  ayam,  telur  dadar,  sop, gorengan n dan  masih  banyak  lagi.[2]  Penggunaan  daun  bawang  sebagai  bumbu  masakan biasanya a dengan  cara  dicuci  terlebih  dahulu  lalu  diiris s kecil  kemudian  dicampurkan  ke  dalam masakan. Potongan n daun bawang standar dapat digunakan untuk membuat martabak, atau sup yang bentuknya bulat dan tipis.
Pada pengirisan daun bawang secara optimal dengan cara tradisional memiliki keterbatasan, yaitu: jumlah daun bawang yang diiris terbatas, hanya sekepal tangan saja jika dihitung kurang lebih 150 gram saja. Selain itu, dari segi keselamatan harus ekstra berhati hati dikarenakan jika lengah sedikit akan  mengakibatkan  luka  pada  tangan.  Serta  harus  fokus  pada  pengerjaan  nya  dan  tidak  bisa ditinggalkan. Lama nya waktu pemotongan dengan cara tradisional sekitar 30-45 detik, sedangkan tenaga yang dihasilkan manusia terbatas. Dari permasalahan yang saya sebutkan tersebut, pembuatan mesin  pengiris  daun  bawang  dengan  kapasitas  300  gram  per  menit  diharapkan  dapat  memberikan manfaat  dan  mempermudah  pengerjaan,  terutama  bagi  para  pedagang  yang  menggunakan  daun bawang sebagai bahan pelengkap.

## Metode Penelitian
Metode yang penulis gunakan adalah metode penyelesaian masalah dengan sistematika ditunjukkan pada Gambar 1- Diagram Alir Metode Penyelesaian Masalah sebagai berikut :

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
Dalam rancang bangun ini hal yang pertama dilakukan yaitu studi literatur yang merujuk pada teori dan referensi yang berhubungan dengan mesin pengiris daun bawang dengan kapasitas 300 gram per menit. Langkah kedua adalah pra perencanaan melakukan tahap pembuatan sketsa kasar mengenai mesin yang akan dibuat beserta mekanisme nya. Kemudian hasil sketsa tersebut diproses lebih detail pada proses perencanaan.

## Proses Perencanaan
Pada  proses  perencanaan  tahapan  yang  paling  penting  adalah  melakukan  identifikasi  masalah, adapun beberapa hal yang penting dalam melakukan identifikasi masalah diantaranya :
1. Menjelaskan fungsi dan cara kerja alat.
2. Melakukan kajian pemilihan komponen dan material.
Hasil  dari  tahap  perencanaan  adalah  konsep  terpilih  yang  nantinya  akan  dijadikan  sebagai  acuan proses  pembuatan  dan  cara  kerja  alat.  Untuk  konsep  yang  terpilihnya  yaitu,  keluaran  dari  hasil pengirisan pada mesin pengiris daun bawang ini berbentuk standar dengan diameter menyesuaikan daun bawang serta tebal 3-5mm.

## Proses Perhitungan
Untuk  mengetahui  kebutuhan  material  dan  komponen  serta  menindaklanjuti  dari  tahap perencanaan, dilakukan perhitungan sebagai berikut:
a) Perhitungan Pemotongan
 Gaya pada pemotong saat dilakukan percobaan dengan cara pemotongan pada daun bawang diatas  sebuah  neraca  tekan  lalu  dilihat  nilai  pada  saat  daun  bawang  terpotong  semuanya, diperoleh nilai sebesar 3.05kgf.
𝐹 = 3.05𝑘𝑔𝑓

## Gambar 2 – Percobaan Pemotongan
 Torsi pada pisau pengiris daun bawang dengan gaya potong 3.05kgf, dengan jarak pisau dari titik pusat  80 mm, yaitu [3] :
𝑇 = 𝐹. 𝑟
𝑇 = 3,05. 80 𝑇 = 244 𝑘𝑔𝑓. 𝑚𝑚
Dikarenakan menggunakan empat sisi potong nilai torsi dikali empat 𝑇 = 244 𝑘𝑔𝑓. 𝑚𝑚 x 4 = 976 kg.mm
b) Perhitungan perencanaan putaran mesin (n)
 Kapasitas mesin pemotong (Q)
𝑄 = 300 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 18𝑘𝑔 𝑗𝑎𝑚
Keterangan: 300 = kapasitas yang direncanakan
 Panjang hasil pemotongan yang direncanakan ( Lp )
𝐿𝑝 = 4𝑚𝑚
 Jumlah Pisau (Z)
Z = 4 pisau
 Untuk  merencananakan  putaran  mesin,  didapat  dengan  menghitung  terlebih  dahulu  berapa putaran pisau potong untuk memotong per batang daun bawang dengan rumus:
𝑛𝑠 = 𝐿 𝑙𝑝 𝑥 𝑧 = 610 4 𝑥 4 = 38,1 = 38 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛
Keterangan: L : panjang tertinggi (mm) Lp : panjang pemotongan yang direncanakan (mm) Z : jumlah pisau ns : Putaran pisau potong
 Sehingga untuk menghitung putaran mesin yang dibutuhkan sebagai berikut:
𝑄 = 𝑛 𝑛𝑠 . 𝑤
𝑛 = 38 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛 0,034 𝑥 10 . 18 𝑘𝑔 𝑗𝑎𝑚 𝑛 = 2011.8  = 33,5 𝑝𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 34𝑟𝑝𝑚
Keterangan:
0,034 x 10 = berat daun bawang per batang x 10 batang daun bawang
Oleh karena itulah dibutuhkan pengontrol kecepatan motor agar dapat diatur hingga 34 rpm.
c) Perencanaan Daya Gerak
 Untuk mengetahui daya  dari pemotongan dibutuhkan kecepatan pisau, dapat  dicari dengan rumus sebagai berikut [4] :
𝑉 = 𝜋. 𝑑. 𝑛
60.100
Dikarenakan  jarak  dari  sumbu  pisau  menuju  ujung  pisau  80mm  dan  menggunakan empat sisi mata pisau, jadi nilai (d) yaitu 32cm.
𝑉 = 𝜋. 𝑑. 𝑛
60.100
𝑉 = 𝜋. 32.34
60.100 𝑉 = 𝜋. 32.34 60.100 = 0,57 𝑚/𝑠
Keterangan: d= jarak dari sumbu pemotong dengan benda yang akan dipotong (cm) n = putaran yang dibutuhkan (rpm) V = Kecepatan pisau (m/s) 100 = Konversi cm ke m
 Untuk  mencari  daya  yang  dibutuhkan  dalam  pengirisan  daun  bawang,  digunakan  rumus sebagai berikut [4] :
𝑃 = 𝑓. 𝑉. 𝑍
𝑃 = 3,05.0,57.4 𝑃 = (3,05.9,8).0,57.4
𝑃 = 68,1 𝑤𝑎𝑡𝑡
Keterangan: f = Gaya potong rata rata (N) V = Kecepatan pisau ( m/s) Z = Jumlah Mata Pisau
 Faktor Koreksi [5] :
𝑓𝑐 = 1,2
𝑃𝑑 = 1,2 . 𝑃
𝑃𝑑 = 1,2 .0,0681 = 0,08 𝐾𝑤
d) Perencanaan Sambungan Mur Pengunci dan Baut Poros Connector

## Gambar 3 – Free Body Diagram Mur dan Baut Connector
 Tegangan Tarik pada Baut Connector dan Mur Pengunci M10
Diketahui: 𝜏𝑎 = tegangan Tarik izin baut (kg/mm²)
W = beban coupler + beban kapasitas daun bawang = 0,3 kg d = Diameter nominal ulir (mm) = 10 di = diameter inti (mm) = 8,376 de = Diameter efektif/rata-rata ulir (mm) = 9,026 mm
Data pengunci:
Untuk bahan ulir luar pada pengunci berbahan baja liat , serta ulir dalam berbahan baja liat perunggu dan memiliki nilai yang diizinkan ( 𝜎𝑖 ) sebesar 3kg/mm², dikarenakan faktor

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
keamanan (v) yang diambil adalah  yang bernilai maksimal pada tabel koreksi daya [5] bernilai 2 maka persamaan tegangan tarik izinnya (𝜎𝑡′) sebagai berikut [6] :
𝜎𝑡′ = 𝜏𝑎1 𝑉 = 3 2 = 1.5 𝑘𝑔/𝑚𝑚²
Diketahui: 𝑑 = 10 𝑚𝑚 𝑑𝑖 = 8,376 𝑚𝑚 𝑤 = 0,3 𝑘𝑔
𝜎𝑡 = 4. 𝑤
𝜋. 𝑑𝑖 𝜎𝑡 = 4.0,3 𝜋. 8,376 2 = 0,0054 𝑘𝑔/𝑚𝑚²
Dikarenakan tegangan tarik izin < tegangan tarik maka baut connector dan mur pengunci aman dari tegangan tarik.
 Tegangan Geser Pada Baut Connector dan Mur Pengunci M10
Jenis pembebanan dari ulir adalah pembebanan melintang maka rumus yang digunakan untuk mencari tegangan geser yang diizinkan sebagai berikut [6]: 𝜏𝑔′ =  0,8 . 𝑡𝑎 𝜏𝑔′ =  0,8 . 1,5 = 1,2 𝑘𝑔/𝑚𝑚²
Dikarenakan ukuran baut  poros connector yang  digunakan  yaitu M10 dan jumlah mur pengunci  yang  digunakan  (n)  berjumlah  satu  buah,  maka  tegangan  gesernya  sebagai berikut [6]:
𝜏𝑔 = 4. 𝑓
𝜋. 𝑑𝑒 2 . 𝑛
𝜏𝑔 = 4.5 𝜋. 9,026 2 . 1 = 0,078 𝑘𝑔/𝑚𝑚²
Dikarenakan tegangan geser izin  < tegangan geser maka  baut  dan mur pengunci  aman dari tegangan geser

## Pengadaan Komponen dan Material
Setelah perhitungan selesai, lanjut pada proses pengadaan komponen dan material yang dapat dilihat pada Tabel 2 – Pengelompokan Komponen

## Tabel 2 – Pengelompokan Komponen
No Nama Komponen Keterangan 1  Dudukan Dibuat 2  Column Dibuat 3  Rumah Cutter Dibuat 4  Hooper Dibuat 5  Pembatas Bagian Atas Dibuat 6  Pembatas Bagian Bawah Dibuat

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
7  Motor DC 775 Standar 8  Bracket 775 Standar 9  Coupler Standar 10  Pisau Dibuat 11  Box Baterai Standar 12  Speed Control PWM Standar 13  Baterai Li-Ion 18650 Standar 14  Pengunci Standar 15  Mur dan Baut Standar 16  Engsel Standar 17  Push Button Standar
Pada material yang digunakan untuk komponen yang dibuat, dipilih berdasarkan obyek yang akan diiris, yaitu daun bawang. Maka, materialnya pun menggunakan material dengan standar food grade, yaitu stainless steel 304.
Tahap  selanjutnya  yaitu  tahap  pembuatan,  tahap  yang  merealisasikan  hal  yang  sudah  dirancang sebelumnya,  untuk  dijadikan  sebuah  mesin.  Hal  yang  harus  diperhatikan  dalam  tahap  ini  adalah pembuatan part sesuai dengan rancangan dan gambar kerja.
Selanjutnya jika semua komponen yang dibutuhkan sudah tersedia, maka dilakukanlah penyatuan atau  assembly.  Penyatuan  komponen  pada  bagian  yang  menggunakan  stainless  steel  304 menggunakan spot welding, dikarenakan mempertimbangkan aspek kemudahan serta ketebalan pada komponen.  Lakukan  pemasangan  dengan  teliti,  sesuai  dengan  rancangan  dan  gambar  kerja,  tidak boleh ada tahap yang tidak sesuai dan terlewatkan.

## Hasil dan Pembahasan
Pada  bagian  ini  menjelaskan  hasil  dari  rancang  bangun  mesin  pengiris  daun  bawang  dengan kapasitas 300 gram.
 Hasil Perakitan

## Gambar 5 – Sub Assy Column

##  Hasil Akhir Mesin
Bentuk dan prinsip kerja dari mesin terdapat perubahan yang awalnya berposisi vertikal menjadi horizontal, dan pada komponen nya terdapat perubahan pada bagian pisau serta pengurangan pada bagian dudukan atas dan bawah yang diganti dengan alat bantu pada Gambar 7-Alat Bantu Mesin yang berfungsi sebagai dudukan dari mesin yang bertujuan menahan mesin agar tetap stabil, dikarenakan rpm yang cukup tinggi, yaitu ±5000rpm.
Gambar 6 –Hasil Akhir Mesin Pada Posisi Vertikal
Gambar 7 – Alat Bantu Mesin

## Gambar 8 – Posisi Akhir Mesin

##  Pembahasan
Mesin  ini  digerakan  dengan  sumber  yang  digunakan  baterai,  yang  memiliki  spesifikasi  output 14.8V, dan arus 3A, serta motor yang digunakan memiliki spesifikasi arus 2.9A dan input 12-24V, maka pengontrol kecepatan yang dibutuhkan harus memiliki spesifikasi arus yang diatas 3A, serta input dan output 0-24V

## Gambar 9 – Pengujian Mesin
Pada saat  pengujian, mesin  dapat  dioperasikan dengan kapasitas 300 gram  per menit  dengan hasil pengirisan yang tidak beraturan pada bentuknya seperti pada Gambar 11 – Hasil Pengirisan Dengan

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
Menggunakan Mesin. Hal itu disebabkan karna rpm yang terlalu tinggi sebesar ±5000 rpm dan tidak ada pengontrol kecepatan

## Gambar 10 – Hasil Pengirisan Daun Bawang Menggunakan Mesin
Perubahan  dari hasil pengirisan, prinsip kerja, dan bentuk dari komponen disebabkan oleh rpm yang terlalu  tinggi  sebesar  ±5000  rpm  dan  tidak  ada  pengontrol  kecepatan.  Sehingga  bagian  komponen harus menyesuaikan. Pengontrol yang sesuai dengan yang dibutuhkan yaitu arus listrik lebih dari 3A, serta input dan output 0-24 V, sehingga mesin dapat dikendalikan baik kecepatan putarannya maupun hasil pengirisannya.

## Kesimpulan dan Saran
Dari rancang bangun mesin tersebut didapat kesimpulan sebagai berikut:
Pada saat pengujian hasil mesin tidak berfungsi secara optimum, tetapi ada beberapa hal yang didapat dari hasil perancangan tersebut.
1. Dapat mengiris daun bawang, walaupun ketebalannya tidak sesuai rencana.
2. Pengirisan daun bawang lebih banyak dibandingkan dengan cara konvensional.
Adapun saran dari penulis adalah:
1. Mangkuk  yang  disiapkan  untuk  mewadahi  daun  bawang  yang  sudah  dipotong  berbentuk secukupnya,  menyesuaikan  dengan  dudukan  atau  alat  bantu,  serta  jangkauan  jatuhnya  hasil potong daun bawang.
2. Gunakan pengatur kecepatan dengan arus lebih besar dari 3A serta input dan output 0-24V, agar hasil pengirisan dari daun bawang sesuai perencanaan.
3. Obyek  yang  akan  diolah  atau  diiris,  berbentuk  dan  berkapasitas  secukupnya  menyesuaikan dengan ukuran hooper .
4. Hindari memasukan tangan atau rambut pada hooper saat mesin beroperasi.
5. Gunakan alat bantu seperti pada Gambar IV-6 Posisi Akhir Mesin jika kecepatan masih diatas 1000 rpm .

## Referensi
[1] NN. “II Tinjauan Pustaka,” 2011. http://eprints.mercubuana-yogya.ac.id/3904/3/bab%20II.pdf. Diakses pada 28 Februari 2021.
[2] Dahayu,Ria.
“Daun Bawang, Pengertian dan Manfaat,” 2018.
https://sahabatdapur.com/artikel/daun-bawang-pengertian-dan-manfaat/.  Diakses  pada  28 Februari 2021.
[3] Kanginan, Marthen.2002. Fisika Untuk SMA Kelas XI Semester 2 . Erlangga.
[4] Rusdiyana,Liza,dkk.  2014.  Analisa  Gaya  dan  Daya  Mesin  Pencacah  Rumput  Gajah Berkapasitas 1350 kg/jam.Jurnal Energi dan Manufaktur. (7)2: 119-224.
[5] Sularso,  Kiyokatsu,Suga.1997. Dasar  Perancanaan  dan  Pemilihan  Elemen  Mesin .  Jakarta: PT.Pradnya Paramita.
[6] NN.(TT).  “Mencari  tegangan  geser  pada  sambungan  ulir  di  poros  bawah  dan belakang”.https://swingwheel.wordpress.com/perhitungan-komponen/perhitungan-kekuatan- ulir/mencari-tegangan-geser-pada-baut-dan-mur/mencari-tegangan-geser-pada-sambungan- ulir-di-poros-bawah-dan-belakang/. Diakses pada 2 Agustus 2021.