Laporan fieldtrip

LATAR BELAKANG

Field trip atau studi lapang adalah salah satu kegiatan rutin yang dilakukan oleh mahasiswa tingkat tiga departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Kegiatan ini berupa kunjungan ke institusi dan industri yang berkaitan dengan teknik mesin dan biosistem.

TUJUAN

Adanya kegiatan field trip ini diharapkan mahasiswa Teknik Mesin dan Biosistem dapat :

1.      Mengetahui gambaran tentang keprofesian pasca kampus

2.      Mengetahui penerapan/ implementasi ilmu yang diperoleh saat kuliah di departemen Teknik Mesin dan Biosistem di bidang pertanian dan dunia industri.

3.      Mengetahui perkembangan inovasi di bidang Teknik Mesin dan Biosistem yang paling mutakhir

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kunjungan industry (field trip) yang dilakukan mahasiswa tingkat tiga Teknik Mesin dan Biosistem dilaksanakan hari senin tanggal 26 Agustus 2013 ke dua tempat. Lokasi pertama yang kami kunjungi adalah Balai Besar Pengembangan Mekaninasi Pertanian di Serpong dan tempat kedua yang kami kunjungi adalah PT. United Tractors Pandu Engineering yang berlokasi di Kawasan Industri Jababeka
Cikarang.

Kunjugan pertama di Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian berlangsung sekitar dua jam. Tiba di tempat kami menyaksikan presentasi dan video tentang Balai Besar Mekanisasi Pertanian. Balai mektan sendiri dibagi menjadi tiga kelompok perekayasaan, yakni (1). Rekayasa Mekanisasi Budidaya Pertanian (2) Otomasi dan Instrumentasi Pertanian dan terakhir (3). Pasca Panen dan Pengolahan Hasil Pertanian. Melalui ketiga kelompok tersebut, diharapkan balai Mektan dapat menghasilkan produk dan inovasi sehingga Indonesia dapat menjadi negara Mandiri Pertanian seperti yang ditargetkan oleh Mentan. Targetan menuju Indonesia Mandiri Pertanian yakni:

1.      Swasembada/ surplus beras 10 juta ton di tahun 2014 (saat ini sudah mencapai surplus 5-6 juta ton)

2.      Swasembada pangan di lima komoditas ( Padi, Jagung, Kedelai, Daging, Gula)

3.      Diversifikasi Pangan

4.      Nilai tambah dan daya saing komoditas ekspor

5.      Kesejahteraan bagi petani

Targetan diatas menjadi landasan dan tujuan balai Mektan dalam menghasilkan produk dan inovasi di bidang pertanian. Beberapa produk dan inovasi yang telah dihasilkan Balai Mektan adalah :

1.      Alat Perontok Padi Mobile

2.      Mesin Penyiang Gulma di sawah Padi

3.      Mesin Pembuat Beras Tiruan dari Sorgum

4.      Mesin penanam padi otomatis

5.      Alat pembuat alur dan penanam kacang tanah.

6.      Mesin pengering bahan pertanian.

7.      Mesin pencacah limbah tandan kelapa sawit.

8.      Mesin pemotong padi.

9.      Reaktor Biogas dari limbah kelapa sawit.

Dalam menghasilkan produk dan inovasi diatas, Balai Mektan didukung oleh fasilitas Lab. Perekayasaan, Lab. Pengujian Alat dan Mesin Pertanian, Lahan Percobaan dan sumber daya manusia unggul lulusan dari berbagai perguruan tinggi baik dalam maupun luar negeri. Waktu dekat ini Balai Mektan juga akan mendatangkan Mesin CNC demi menunjang tujuan besar Balai Mektan sendiri yang akan menjadi institusi riset berkelas Internasional.

Selama mengunjungi berbagai fasilitas lab yang ada di Balai Mektan, kami jadi mengetahui penerapan ilmu yang sudah kami pelajari di departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Kami mengetahui penerapan mata kuliah Elemen Mesin dimana hampir semua alat dan mesin pertanian menggunakan poros dan bantalan. Pada alat perontok dan pencacah juga banyak mengguunakan transmisi sabuk dan rantai. Di lab. Rekayasa kami juga mengetahui bagaimana proses merealisasikan sebuah rancangan/design menjadi pembuatan sebuah prototype.

PT United Tractors Pandu Engineering (PATRIA)didirikan sejak tahun 1983. Lokasi perusahaan ini berada di Jl. Jababeka XI Blok H 30 – 40 Kawasan Industri Jababeka, Cikarang, Indonesia dengan luas lahan mencapai 80.000 m2. Perusahan ini bergerak di bidang produk pengembangan, manufaktur, distribusi & jasa untuk industri alat berat dan sumber daya alam. PT United Tractors Pandu Engineering (PATRIA) mempunyai misi yakni memberikan nilai berkelanjutan tambah bagi stakeholders dan visi untuk menjadi kelas dunia rekayasa dan perusahaan jasa dalam menyediakan alat berat. Dengan luas lahan yang cukup besar, PT United Tractors Pandu Engineering (PATRIA) dilengkapi dengan manufaktur dan rekayasa sistem dengan teknologi terbaru yang akan menghasilkan kinerja secara efisien, cepat dan dapat diandalkan untuk memberikan produk yang tepat dan baik. Fasilitas yang tersedia di PT United Tractors Pandu Engineering (PATRIA) yakni:

1.      Fasilitas Rekayasa

Pengembangan produk memiliki melalui beberapa proses. Mulai dari desain konseptual, detail desain, analisis simulasiyang menggunakan software CAD, pengujian digital dan prototyping.

2.      Fasilitas Produksi

Berbagai produk yang cocok untuk aplikasi pertambangan diproduksi di fasilitas ini. Fasilitas manufaktur dilengkapi dengan cutting modern, geser, lentur, laser cutting, mesin dan mesin las serta lukisan dan peledakan dalam kegiatan produksi alat alat berat.

3.      Fasilitas Pengembangan dan Penelitian

Fasilitas ini menunjang untuk melakukan penelitian dan pengembangan memanfaatkan fasilitas canggih dalam melakukan analisis struktural dan tes sebelum alat alat berat tersebut dipasarkan dan dijual ke konsumen.

INOVASI

PT. United Tractors Pandu Engineering (PATRIA) memiliki  inovasi produk di berbagai bidang yakni :

1.   Industrial

Produk produk yang diproduksi yakni  Car Hauler Trailer, Forklift, Aircraft Twoing Tractor dll.

2.   Pertambangan

Produk produk yang diproduksi yakni  Coal Body, Bulk hauge,  Low Bed Trailer dll.

3.   Perkebunan dan kehutanan

Produk produk yang diproduksi yakni  Full Log Trailer, Grapple dll.

4.   Konstruksi

Produk produk yang diproduksi yakni  Concrete Mixer, Bulk Tanker dll.

5.   Ban

6.   Suku cadang dan komponen

Dari berbagai inovasi dan berbagai produk yang dihasilkan PT. United Tractors Pandu Engineering (PATRIA) itu dicapai melalui ilmu-ilmu yang dipelajari ketika semasa menumpuh pendidikan baik di tingkat sekolah maupun perguruan tinggi. Di Departemen Teknik Mesin dan Biosistem itu sendiri, ilmu mata kuliah yang sangat berkaitan yakni Hidrologi Teknik ,Gambar Teknik, Kekuatan Bahan, Mekanika Teknik, Elemen Mesin, Perbengkelan, Pengetahuan Bahan Teknik serta Termodinamika dan Pindah Panas yang sudah dipelajari dari semester tiga sampai dengan semester empat.

Read More

Alat ukur Energi dan Listrik pertanian

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pengenalan alat ukur merupakan salah satu aspek penting dalam proses percobaan. Proses penelitian selalu membutuhkan pengambilan keputusan. Keputusan yang tepat merupakan keputusan yang diambil berdasarkan hasil analisis yang benar. Hasil percobaan yang akurat didapatkan melalui proses pengukuran yang akurat pula. Oleh karena itu diperlukan pengetahuan mengenai alat ukur yang akan dipergunakan untuk pengukuran ataupun percobaan. Metode pengukuran yang dipergunakan adalah metode direct comparison dan indirect comparison. Direct comparison adalah pengukuran dengan membandingkan objek yang diukur terhadap objek lain yang dapat dipahami secara indrawi. Indirect comparison ialah pengukuran dengan menggunakan serangkaian peralatan bantu yang telah dikalibrasi untuk dapat menyatakan ukuran objek yang diukur secara akurat. Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengetahui nilai suatu besaran melalui kegiatan pengukuran. Alat-alat ukur yang sesuai dengan SI satuan standar misalnya satuan panjang (meter), satuan massa (gram) dan satuan waktu (detik).

Alat-alat ukur dan instrumen dalam energi dan listrik pertanian meliputi radiasi, massa dan kadar air. Alat ukur termofisik, contohnya Thermal Conductivity Meter, Adiabatic Bomb Calorimeter. Alat ukur radiasi yakni Pyranometer, Campbell Stokes Sunshine. Alat ukur kadar air seperti Oven dan Grain Moisture Tester. Pengetahuan akan alat ukur dan objek yang dihadapi adalah suatu syarat agar pengukuran yang benar dan akurat dapat dilakukan. Hal tersebut berarti bahwa cara melakukan pengukuran yang benar akan diperoleh. Kesalahan-kesalahan pengambilan data tidak dapat dihindarkan dari pengukuran. Beberapa kesalahan pengukuran di antaranya, kesalahan tetap, kesalahan rambang, kesalahan pembacaan, dan kesalahan instalasi alat ukur. Ada beberapa yang masih bisa ditoleransi dan juga ada yang tidak diperkenankan. Meski tidak bisa menghilangkan faktor kesalahan dari pengukuran tetapi pengambilan data yang tepat dapat diperoleh dengan meminimalkan kesalahan yang ada.

Tujuan

Dengan mengikuti kegiatan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu:

1.      Mengetahuibeberapa alat ukur serta instrumen pengukuran dalam Energi Listrik Pertanian.

2.      Mengetahui prinsip kerja alat ukur yang diamati.

3.      Mengetahui cara penggunaan alat ukur secara benar sehingga didapat data hasil pengukuran yang akurat.

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Waktu      : Pukul 09.00-12.00 WIB

Tempat    : Laboratorium Energi Listrik Pertanian

Prosedur

1.      Praktikan mendengerkan penjelasan dosen mengenai praktikum:”Pengenalan Alat Ukur”

2.      Setiap praktikan memperhatikan dengan seksama penjelasan mengenai masing-masing alat ukur pada ruangan pertama.

3.      Setelah setangah waktu praktikum, pertukaran ruangan dilakukan dan di ruangan kedua praktikan kembali memperhatikan penjelasan mengenai alat ukur serta melihat bagaimana cara pengoperasian alat ukur.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil dan Pembahasan

Suhu merupakan salah satu aspek penting dalam pengukuran. Suhu sering dijadikan parameter dalam suatu pengukuran. Pengukuran suhu bisa dilakukan dengan beberapa prinsip. prinsip pengukuran suhu adalah sebagai berikut:

a.       Pemuaian zat cair, prinsip pemuaian zat cair yang diaplikasikan pada alat termometer merupakan pengukuran perubahan panjang/volume dari zat cair yang dipergunakan untuk mengetahui perubahan suhu suatu bahan yang diamati.

b.      Gerakan elektron dari dua jenis logam berbeda pada deret volta diaplikasikan pada sensor suhu termokopel

c.       Radiasi panas yang pada penggunaan alatnya dibaca dalam nilai perbedaan tegangan listrik pada bahan.

d.      Pemuaian benda padat, prinsip pemuaian benda padat diaplikasikan pada bimetal yang merupakan pengukuran perubahan volume benda padat dari dua logam yang berbeda.

e.       Resistensi/hambatan suatu bahan yang dipergunakan untuk mengetahui perubahan suhu suatu bahan, yang nilai keluarannya dalam satuan ohm.

Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting pada bahan pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, dan citarasa pada bahan pangan. Pengukuran kadar air dapat dilakukan dengan dua metode, metode oven dan dengan menggunakan alat Grain Moisture meter.

a.       Metode Oven

Metode oven memiliki prinsip kerja dengan menguapkan air sampai habis dari bahan yang akan diukur. Berat bahan awal keseluruhan diketahui, kemudian diuapkan hingga airnya habis. Setelah proses oven selama 24-72 jam, berat akhir didapat dan data tersebut dipergunakan untuk menghitung persen berat basah maupun persen berat kering kadar air.

b.      Grain Moisture meter

Grain Moisture Tester Grain moisture tester merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk mengukur jumlah kandungan air yang terdapat pada suatu bahan diantaranya gabah, biji-bijian, sorgum, gandum, dan lain-lain. Dari hasil pengukuranyang dilakukan, diharapkan akan dapat diketahui apakah suatu bahan sudah siapuntuk dipergunakan atau belum. Grain Moisture Tester ini terbagi menjadi 2, yaknidestruktif (resistan) dan non destruktif (kapasitan).

Prinsip Kerja: Pengukuran didasarkanpada konduktivitas atau hantaran listrik. kadar air akan berbanding linear terhadap kapasitas listrik yang diukur.sedangkan untuk pengukuran kadar air dengan sistem resistansi bahan dengan menghancurkan bahan yang akan diukur kadar airnya, hal tersebut dilakukan untuk memperoleh tahanan bahan yang kemudian oleh alat dibaca sebagai kadar air bahan. Kadar air bahan yang diperoleh pada pengukuran ini adalah persen berat basah (%bb).

Alat ukur radiasi memegang peranan yang sangat penting dalam setiap kegiatan yang memanfaatkan radiasi. Dengan alat ini setiap pekerja dapat mengetahui tingkat radiasi di tempat kerja dan dapat mengambil tindakan yang paling tepat untuk menghindari terjadinya penerimaan dosis yang berlebihan. Meskipun dalam setiap pengukuran radiasi hanya mengandalkan pada hasil pembacaan alat, namun sebagai pekerja radiasi tidak boleh begitu saja percaya terhadap informasi hasil pengukuran yang diberikan oleh alat ukur. Radiasi matahari yang diterima permukaan bumi persatuan luas dan satuan waktu disebut isolasi atau kadang-kadang disebut radiasi global, yaitu radiasi langsung dari matahari dan radiasi yang tidak langsung yang disebabkan oleh hamburan dari partikel atmosfer.

Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital ataupun non digital.

Alat ukur radiasi sinar matahari adalah Pyranometer yang dilengkapi dengan multimeter digital. Prinsip kerja Pyranometer adalah radiasi yang mengenai alat akan dideteksi dengan melihat perubahan suhu. Perubahan suhu akan dicatat dengan sensor termokopel yang dihubungkan dengan multimeter digital. Perubahan suhu ditampilkan oleh termokopel dalam bentuk voltase listrik yang diukur mengunakan multimeter dalam satuan mV DC. Pyranometer memiliki bentuk seperti kubah yang dibuat hampa sehingga tidak ada pengaruh konduksi maupun konveksi yang mengganggu pengukuran radiasi.

Thermal Conductivity Meter merupakan alat yang dipergunakan untuk mengetahui nilai koefisien konduktivitas panas suatu bahan. Perpindahan panas secara linier bisa mengikuti persamaan  namun penggunaan persamaan tersebut harus dengan menggunakan hasil data pengamatan yang akurat. Bahan harus terisolasi dengan baik agar tidak terkontaminasi energi panas dari lingkungan ke sistem ataupun sebaliknya. Oleh karena itu pengukuran nilai koefisien konduktivitas panas bahan dilakukan dengan metode Probe.

Metode Probe pengukurannya menggunakan sensor probe. Yang mengaplikasikan pindah panas secara radial pada bahan. Prinsip kerja sensor probe adalah probe yang telah dialiri suatu panas tertentu dimasukkan dalam bahan yang akan diukur, kemudian adanya perbedaan panas antara panas pada probe dan bahan yang akan diukur menyebabkan terjadinya perpindahan panas yang kemudian akan terdeteksi oleh suatu sensor yang berada di dalam probe itu sendiri.  Energi panas yang dihasilkan dalam Probe dapat dihasilkan dari energi listrik dengan mengalirkan arus listrik ke dalam kawat pemanas. Arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah muatan yang melewati kawat tiap satuan waktu pada satu titik. Nilai itulah yang kemudian ditampilkan sebagai data untuk mendapatkan nilai koefisien konduktivitas panas bahan dengan mengikuti persamaan tertentu yang menggunakan beberapa koefisien alat yang telah diketahui sebelumnya.

                        Probe QTM PD3

                        K1=250           H1=327

                        K2=281           H2=573

Nilai kalor bahan dapat diukur dengan menggunakan alat berupa Adiabatic Bomb Calorimeter. Prinsip kerja alat ini adalah dengan pembakaran bahan yang energi hasil pembakarannya dialirkan ke air yang suhunya diukur dengan termometer. Agar tidak terjadi pindah panas, kondisi alat diatur sedemikian rupa sehingga alat dalam kondisi adiabatis dengan isolasi air diluar runag hampa yang suhu diusahakan sama dengan air yang didekat ruang bakar agar tidak terjadi perbedaan panas yang menyebabkan terjadinya aliran panas. Sehingga untuk mendapatkan nilai panas suatu bahan dapat digunakan persamaan

                                                Skema Adiabatic Bomb Calorimeter

Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup antara -200^oC sampai 1800^oC dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Prinsip kerja termokopel secara sederhana berupa dua buah kabel dari jenis logam yang berbeda ujungnya, hanya ujungnya saja, disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur. Setiap jenis logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu pula. Pada temperatur yang sama, logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan logam B, terjadilah perbedaan tegangan yang dapat dideteksi, perbedaan tegangan yang dapat dideteksi dalam satuan mV(milivolt).

Jika sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka pada ujung tersebut elektron-elektron dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas, elektron-elektron saling desak dan bergerak ke arah ujung batang yang tidak dipanaskan. Dengan demikian pada ujung batang yang dipanaskan akan terjadi muatan positif.

Kerapatan electron untuk setiap bahan logam berbeda tergantung dari jenis logam. Jika dua batang logam disatukan salah satu ujungnya, dan kemudian dipanaskan, maka elektron dari batang logam yang memiliki kepadatan tinggi akan bergerak ke batang yang kepadatan elektronnya rendah, dengan demikian terjadilah perbedaan tegangan diantara ujung kedua batang logam yang tidak disatukan atau dipanaskan. Besarnya termolistrik atau gem ( gaya electromagnet ) mengalir dari titik hot-juction ke cold-junction atau sebaliknya. Setelah terdeteksi perbedaan tegangan (volt). Beda tegangan ini linear dengan perubahan arus, sehingga nilai arus ini bisa dikonversi kedalam bentuk tampilan display. Sebelum dikonversi, nilai arus di komparasi dengan nilai acuan dan nilai offset di bagian komparator, fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan amper ke dalam satuan volt.

Termokopel dibagi menjadi 2 jenis, yaitu termokopel type K dan termokopel type T.

1.      Termokopel K

·         Termokopel Type K atau type CA tersusun atas dua jenis logam yaitu logam Chrome dan Allumal(campuran logam alumunium)

·         Kedua logam berwarna silver(keperakan)

·         Memiliki range pengukuran suhu yang tinggi yaitu lebih dari 1000 derajat celcius.

2.      Termokopel T

·         Termokopel type T atau type CC tersusun atas logam copper/tembaga dan constantant

·         Warna logam tembaga kekuningan sedangkan warna logam constantant keperakan

·         Maksimal rangerpengukuran suhu tidak terlalu tinggi yaitu 200 derajat celcius.

Pemilihan pemakaian termokopel untuk pengukuran suhu dapat dilihat berdasarkan ukuran termokopel. Semakin besar ukuran kabel termokopel maka pembacaan suhu tidak sensitif namun range pengukuran suhu besar dan mampu digunakan pada pengukuran suhu tinggi. Sedangkan termokopel dengan ukuran kecil memiliki sensitivitas perubahan suhu yang baik namun range pengukuran suhu kecil dan hanya mampu membaca suhu yang rendah. Selain termokopel, alat pengukur suhu benda yang memiliki prinsip kerja menggunakan tembakan cahaya infra red diaplikasikan pada suhu benda yang sangat tinggi yang tidak dapat disentuhkan langsung dengan sensor.

Thermorecorder berfungsi sebagai logger atau merekam data dari pengukuran thermocouple baik secara analog(pen gores kertas pias) atau digital tergantung dari jenis recorder. Prinsip kerja: Termorecorder disambungkan dengan thermocouple yang selanjutnya hasil pengukuran itu disimpan dalam bentuk digital ataupun manual. Data dapat disimpan dengan rentang waktu, panjang chart,dan banyak sesuai dengan kebutuhan.

SIMPULAN

Pengenalan alat ukur sangat diperlukan agar penggunaan alat ukur tepat sehingga dihasilkan data pengukuran yang akurat. Prinsip kerja lat ukur yang dipahami akan membantu dalam pengkonversian data hingga didapat data jadi yang dibutuhkan dalam suatu percobaan. Data yang akurat didapat dengan pelaksanaan pengukuran yang bai dan benar sesuai dengan prosedur yang berlaku. Oleh karena itu pengetahuan mengeani alat ukur sangat diperlukan untuk menunjang pelaksaan praktikum Energi Listrik Pertanian untuk selanjutnya serta untuk ilmu lainnya yang menggunakan aspek pengukuran sebagai aspek utama salam pembelajaran.

DAFTAR PUSTAKA

Ander. 2008. Bom Kalorimeter [terhubung berkala]. http://delet-ander.blogspot.com/2009/11/kalorimeter-bom.html. 20 Februari 2014

Anonim. 2000. Moisture Tester [terhubung berkala]. http://www.tester-kadar-air.com/blog/kegunaan-moisture-meter/page/3. 20 Februari 2013

Anonim. 2005. Moisture Tester [terhubung berkala]. http://www.alatuji.com/kategori/94/moisture-tester. 20 Februari 2013

Read More