Karakteristik Kekuatan Tanaman dan Desain Simulasi Baling-baling Drone Sprayer untuk Tanaman Bawang Merah
Date
2024-05-03Author
Panjaitan, Lidia Kristina
Hermawan, Wawan
Supriyanto
Triharjanto, Robertus Heru
Metadata
Show full item recordAbstract
Sapuan udara (downwash) dari drone sprayer dapat merusak tanaman. Oleh
karena itu, penelitian ini bertujuan untuk memperoleh karakteristik mekanik daun
bawang merah dan merancang baling-baling dan mode pengoperasian drone yang
tidak merusak tanaman. Fokus penelitian ini pada dua varietas bawang merah yaitu
Batu Ijo dan Birma. Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan mengukur
karakteristik mekanik yaitu kekuatan dan lenturan dari kedua varietas tanaman
bawang tersebut, serta merancang ulang aerodinamika baling-baling agar dampak
dari downwash-nya dapat dikurangi. Pengukuran dilakukan pada saat tanaman
berumur 3 sampai 8 minggu untuk varietas Batu Ijo dan 9 minggu untuk varietas
Birma. Daun bawang akan diukur kekuatannya dengan menarik daun sampai putus
dengan cara menempelkan benang pada bagian pangkal daun yang ditarik oleh
perangkat force gauge. Kemudian untuk pengukuran lenturannya dengan cara
menarik pucuk daun bawang dengan benang yang ditarik sampai menyentuh
permukaan tanah. Hasilnya menunjukkan kuat tarik minimum Fmin varietas Batu
Ijo 0,24 N dan lenturan minimum Fmin 0,044 N. Sementara untuk kuat tarik
minimum Fmin varietas Birma 0,74 N dan lenturan minimum Fmin _ 0,041 N. Model
simulasi CFD downwash dengan asumsi konfigurasi bilah comboX6en quad-rotor
drone sprayer, diperoleh thrust 200 N untuk dapat terbang hover dan distribusi
kecepatan pada rentang 14 m/s – 22 m/s. Ditemukan bahwa dengan menggunakan
bilah comboX6en pada distribusi kecepatan 22 m/s dengan kemiringan 90 ̊,
kegagalan terjadi pada daun bawang yaitu dengan drag force 0,049 N. Blade
element theory digunakan untuk menemukan desain distribusi chord dan twist yang
dapat memenuhi kondisi terbang hover yang diperoleh dengan power 870 Watt.
Kemudian distribusi chord dan twist akan ditransformasi menggunakan matriks
transformasi translasi, rotasi dan dilatasi untuk menghubungkan seluruh titik-titik
koordinat airfoil mulai dari root sampai ke tip chord bilah sehingga diperoleh
dimensi bilah drone sprayer. Setelah itu dilakukan simulasi CFD untuk
memperoleh thrust yang dibutuhkan untuk terbang hover dan untuk mengurangi
downwash. Setelah itu dilakukan evaluasi pemilihan airfoil NACA 0012, NACA
0015 dan NACA 4415, dan baling-baling terbaik diuji dalam model CFD.
Ditemukan bahwa konfigurasi yang dapat diterima adalah drone sprayer hexa-rotor
NACA 4415 throttle 66% dengan konfigurasi baling-baling 8 bilah, dan ketinggian
penerbangan yang disarankan adalah 2 m dari tanaman untuk memastikan
keseragaman tetesan penyemprotan.
Collections
- MT - Agriculture Technology [2274]