Umum Lalat Buah DASAR TEORI

7

BAB II DASAR TEORI

2.1 Umum

Respon umum ketika manusia atau hewan mendengar suara bising adalah berusaha menjauhi sumber bunyi. Dengan menjauhi sumber bunyi maka bunyi yang ditangkap akan semakin berkurang. Hal yang sama juga berlaku untuk hewan. Ketika hewan terganggu dengan suara bising pada frekuensi tertentu, maka hewan juga akan berusaha menjauhi sumber bunyi. Dengan demikian, gelombang bunyi juga dapat dimanfaatkan untuk mengusir hewan. Manusia dan hewan mampu menangkap bunyi pada frekuensi tertentu. Manusia mampu menangkap bunyi pada rentang frekuensi 20 Hz-20 kHz. Beberapa hewan mampu mendengar frekuensi dibawah 20 Hz, seperti gajah. Frekuensi dibawah 20 Hz disebut infrasonik sedangkan frekuensi pada rentang 20 Hz-20 kHz disebut akustik. Beberapa hewan lainnya mampu menangkap bunyi di atas frekuensi 20 kHz atau sering disebut gelombang ultrasonik. Beberapa jenis hewan yang dapat menangkap gelombang suara ultrasonik adalah kalelawar, kucing, dan belalang [5]. Kelelawar dapat menghasilkan dan mendengar frekuensi setinggi 100 kHz untuk mengetahui posisi makanan dan menghindari benda- benda saat terbang di kegelapan. Dengan memanfaatkan gelombang ultrasonik maka diharapkan hama lalat buah dapat diusir. Gelombang ultrasonik tidak bisa ditangkap oleh sistem pendengaran manusia sehingga pemanfaatan gelombang ultrasonik masih tergolong aman bagi manusia. Beberapa penelitian sudah dilakukan untuk mencoba melihat efek gelombang ultrasonik pada hewan, seperti pada nyamuk, Universitas Sumatera Utara tikus, dan hama wereng [6,7,8]. Didapati bahwa gelombang ultrasonik mempengaruhi pola perilaku hewan dan bahkan ada yang mati setelah gelombang ultrasonik dipancarkan dalam rentang waktu tertentu [6,8].

2.2 Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena energi membuat partikel udara merapat dan merenggang, dengan cara ini pula energi dirambatkan ke segala ruang [9]. Jika partikel udara tidak ada atau di dalam ruang vakum, bunyi tidak akan menjalar dan tidak akan terdengar karena tidak ada medium yang merambatkan energinya [9]. Bunyi dapat dibedakan dalam tiga aspek. Pertama, harus ada sumber bunyi. Kedua, energi yang dipindahkan dari sumber ke dalam bentuk gelombang bunyi longitudinal. Dan yang ketiga, bunyi dideteksi oleh telinga atau suatu alat penerima bunyi [10]. Di dalam penelitian ini yang menjadi sumber bunyi adalah alat yang akan dirancang berbasis Arduino, lalat buah sebagai objek yang akan mendengar bunyi, dan udara sebagai medium perambat bunyi.

2.2.1 Frekuensi dan Amplitudo

Bunyi muncul karena adanya getaran. Getaran yang menjalar dari suatu titik pusat getaran ke titik lain disebut gelombang. Jumlah gelombang di dalam satu detik disebut frekuensi, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu gelombang disebut periode. Pada Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan frekuensi dinyatakan dalam satuan hertz Hz yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi dinyatakan dengan simbol f. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik. Untuk periode, hasil perhitungan Universitas Sumatera Utara dinyatakan dalam satuan detik dengan simbol T. Frekuensi dan periode sering dinyatakan dalam persamaan[9]: = 1 1 Keterangan: = frekuensi, yaitu jumlah getarangelombang tiap detik Hz T = Periode detik Seperti terlihat pada gambar 2.1, jarak terjauh atau simpangan terjauh dari posisi setimbangnya disebut amplitudo. Amplitudo berkaitan dengan tingkat energi yang dibawa gelombang. Gelombang dengan amplitudo yang besar menunjukkan energi yang dibawanya juga besar [9]. Gambar 2.1 Gelombang transversal

2.2.2 Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultasonik merupakan gelombang mekanik longitudional dengan frekuensi di atas 20 KHz [10]. Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan Satu gelombang Ampli tudo b a Universitas Sumatera Utara gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra di atas frekuensi gelombang suara sonik. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat,cair dan gas, hal ini disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya. Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium membentuk ratapan sehingga menyebabkan partikel medium amplitude sejajar dengan arah rambatan secara longitudional sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapat dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik dilaluinya. Kelebihan gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan. Ultrasonik mempunyai kemampuan mendeteksi objek lebih jauh terutama untuk benda-benda yang keras. Pada benda- benda yang mempunyai permukaan keras gelombang ini akan dipantulkan lebih kuat dari pada benda-benda yang mempunyai permukaan lunak.

2.2.3 Intensitas Bunyi dan Tingkat Intensitas Bunyi

Intensitas didefenisikan sebagai energi yang dipindahkan oleh gelombang per satuan waktu pada satuan luas [9]. Karena energi per satuan waktu adalah daya, maka intensitas mempunyai satuan daya per satuan luas, atau wattm 2 Wm 2 . Jika sumber bunyi memancarkan gelombang bunyi maka energi akan Universitas Sumatera Utara dipancarkan secara merata ke seluruh arah membentuk sebuah bola yang bergerak makin maju menjauhi sumber suara dengan jari-jari yang makin besar. Kemudian oleh penerima bunyi, energi per satuan waktu tersebut diterima. Energi bunyi ini akan semakin kecil diterima penerima ketika menjauhi sumber bunyi. Dengan demikian dapat dirumuskan bahwa intensitas bunyi adalah[9]: � = � − � 2 Karena bunyi merambat pada ke segala arah, maka rumus intensitas bunyi dapat dijabarkan seperti berikut : � = � − 4 � 2 3 Keterangan: I = Intensitas bunyi Wm 2 P = Daya Watt r = jari-jari m Kuantitas bunyi juga dapat diukur. Kuantitas suara diukur melalui kenyaringannya, secara matematis suatu suara diukur melalui tingkat intensitas suara β, dimana[9]: � = 10. � � 4 Keterangan: β = tingkat intensitas bunyi dB I = intensitas acuan Wm 2 I adalah intensitas acuan atau patokan yang diambil sebagai ambang batas pendengaran, jika pada manusia ambang batas pendengaran adalah 10 -12 Universitas Sumatera Utara Wm 2 . Satuan dari tingkat intensitas adalah dBdesibel. Dalam skala desibel, batas terendah pendengaran adalah[9]: � = 10. log � � = 10. log 1 = 0 5

2.3 Lalat Buah

Lalat buah Bactrocera sp. adalah hama yang banyak menyerang buah- buahan dan sayuran [11]. Lalat buah merupakan salah satu hama penyebab gagalnya panen buah [12]. Lalat buah dewasa ukurannya sedang dan berwarna kuning dan sayapnya datar. Pada tepi ujung sayap ada bercak-bercak coklat kekuningan. Lalat buah memiliki alat peletak telur yang disebut ovipositor. Alat peletak telur ini terdiri dari tiga ruas dengan bahan seperti tanduk yang keras. Dengan ovipositornya, lalat ini menusuk kulit buah. Jumlah telur sekitar 100-120 butir. Setelah 2-3 hari, telur akan menetas dan menjadi larva atau secara umum dikenal sebagai belatung berenga. Belatung tersebut akan membuat terowongan di dalam buah dan memakan dagingnya selama lebih kurang 2 minggu. Belatung yang telah dewasa meninggalkan buah dan jatuh diatas tanah, kemudian membuat terowongan 2-5 cm dan menjadi pupa atau sering kita kenal dengan isitlah kepompong. Lama masa kepompong 7-8 hari. Total daur hidupnya antara 23-34 hari, tergantung keadaan udara. Dalam satu tahun lalat ini kira-kira menghasilkan 8-10 generasi. Lalat buah merupakan hewan yang termasuk golongan Kelas Insekta dengan Ordo Diptera. Hewan lain yang termasuk Kelas Insekta mampu menangkap bunyi di atas frekuensi 20 kHz, seperti kecoa, kutu, dan belalang. Contoh hewan lain Universitas Sumatera Utara yang lebih dekat lagi dengan lalat buah adalah lalat rumah dan nyamuk. Lalat rumah dan nyamuk merupakan golongan Ordo Diptera, sama dengan lalat buah. Nyamuk mampu menangkap bunyi diatas 20kHz [13]. Lalat rumah juga mampu menangkap bunyi sampai pada frekuensi 44 kHz [5]. Sama seperti hewan Kelas Insekta atau hewan Ordo Diptera lainnya, lalat buah juga mampu menangkap bunyi di atas frekuensi 20 kHz atau sering disebut ultrasonik.

2.4 Arduino