Perancangan Alat Pengusir Hama Lalat Buah Menggunakan Gelombang Ultrasonik Berbasis Arduino
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Pertanian merupakan hal yang sangat esensial dalam sebuah
negara.
Kehidupan pertanian yang kuat di negara-negara maju bukan merupakan hasil
usaha yang singkat, tetapi proses tersebut telah berlangsung lama sejalan dengan
waktu dalam sejarah pembangunan di negara-negara tersebut. Indonesia adalah
negara agraris dimana sebagian besar penduduknya hidup dari hasil bercocok
tanam atau bertani, sehingga pertanian merupakan sektor yang memegang peranan
penting dalam kesejahteraan kehidupan penduduk Indonesia . Negara kita
Indonesia sangat kaya akan hasil pertanian khususnya komoditas hortikultura. [1]
Pembangunan sektor pertanian bertujuan untuk menaikkan produksi
pertanian guna meningkatkan pendapatan petani dan memenuhi kebutuhan hidup
masyarakat, terutama kebutuhan pangan bagi penduduk yang populasinya
meningkat dengan cepat. Meningkatnya jumlah penduduk
menuntut adanya
kebutuhan pangan yang semakin meningkat dan berkualitas tinggi yang semakin
meningkat. Oleh karena itu, diperlukan lahan pertanian yang semakin luas dan
produksi lahan pangan yang semakin meningkat baik jumlah maupun mutunya.
Salah satu upaya di dalam meningkatkan produksi pertanian adalah dengan
pengendalian organisme penggangu tanaman. Organisme pengganggu tanaman
(OPT) adalah semua organisme yang dapat menyebabkan penurunan potensi hasil
yang secara langsung karena menimbulkan kerusakan fisik, gangguan fisiologi
dan biokimia, atau kompetisi hara terhadap tanaman budidaya [2]. Hal ini
mengakibatkan perlunya penanggulangan akan adanya serangan OPT karena
1
Universitas Sumatera Utara
2
perkembangan serangan OPT yang tidak dapat dikendalikan, akan berdampak
kepada timbulnya masalah-masalah lain yang bersifat sosial, ekonomi, dan
ekologi. Salah satu organisme pengganggu tanaman yang perlu diwaspadai adalah
lalat buah.
Lalat buah dapat menyerang banyak tanaman hortikultura terutama sayursayuran dan buah-buahan, sehingga sulit sekali untuk dikendalikan [3]. Akibat
serangan hama lalat buah produksi dan mutu buah atau sayur menjadi rendah,
bahkan tidak jarang mengakibatkan gagal panen, karena buah atau sayur menjadi
busuk dan berjatuhan ke tanah. Lalat buah dapat menyerang tanaman jeruk, cabai,
mangga, pisang, belimbing, kopi, dan cengkeh [4]. Yang paling banyak diserang
adalah tanaman jeruk dan cabai.
Berbagai upaya pengendalian lalat buah telah dilakukan baik secara
tradisional dengan cara membungkus buah dengan berbagai alat pembungkus
antara lain kantong plastik, kertas koran, dan daun kelapa hingga penggunaan
insektisida kimia [3]. Intensitas serangan lalat buah terus meningkat serangannya,
fluktuasi maupun populasi lalat buah juga naik. Oleh karena itu, kebutuhan
terhadap teknik pengendalian yang
ramah lingkungan sangat diharapkan,
terutama yang efektif dan efisien serta mudah diperoleh petani dalam
operasionalnya di lapangan.
Salah satu cara untuk dapat mengusir hama lalat buah tanpa merusak
lingkungan dan tanaman itu sendiri adalah dengan menggunakan alat yang dapat
menghasilkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi yang dapat mengganggu
hama tersebut. Gelombang ultrasonik merupakan langkah yang strategis karena
lebih ramah terhadap lingkungan. Gelombang ultrasonik berada pada frekuensi di
Universitas Sumatera Utara
3
atas 20 kHz yang tidak lagi dapat di dengar oleh manusia tetapi masih dapat
didengar oleh beberapa hewan termasuk lalat buah. Alat yang dirancang akan
menghasilkan gelombang ultrasonik dan frekuensinya akan ditampikan pada
Liquid Crystal Display (LCD).
1.2
Perumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah:
1. Meneliti efek gelombang ultrasonik pada lalat buah.
2. Meneliti rentang frekuensi ultrasonik yang dapat mengganggu pola
perilaku hama lalat buah.
3. Merancang alat yang dapat menghasilkan gelombang ultrasonik.
1.3
Batasan Masalah
Agar isi dan pembahasan tugas akhir ini menjadi terarah, maka penulis perlu
membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada
penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Tidak membahas secara mendalam tentang karakteristik hama lalat buah
selain efek gelombang ultrasonik pada lalat buah.
2. Tidak membahas dampak gelombang ultrasonik yang dihasilkan terhadap
hama dan tanaman lain.
3. Pembangkit gelombang ultrasonik dibangun menggunakan Arduino Uno
dengan bahasa pemrograman Arduino.
4. Menggunakan Piezzo Loudspeaker sebagai transduser yang mampu
mengeluarkan gelombang suara sampai 60 kHz.
5. Menggunakan LCD 2x16 sebagai penampil frekuensi yang dihasilkan
oleh alat.
Universitas Sumatera Utara
4
6. Pengujian alat terhadap lalat buah hanya dilakukan pada lingkungan
tertutup (container dengan dinding kaca).
1.4
Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Tujuan dari penelitian adalah:
1. Merancang alat prototipe yang dapat membangkitkan gelombang
ultrasonik sampai pada frekuensi 60 kHz berbasis Arduino.
2. Melihat efek gelombang ultrasonik pada frekuensi yang beragam yang
dihasilkan oleh alat prototipe terhadap pola perilaku lalat buah.
1.5
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1.
Studi literatur
Dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan karya penelitian
yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis
atau dari perpustakaan dan juga dari artikel, jurnal, situs ilmiah, dan
lain-lain.
2.
Perancangan dan pembuatan alat
Merancang alat sesuai dengan kaidah perancangan dan membuat alat
menggunakan mikrokontroller Arduino Uno.
3.
Pengujian dan analisis
Pengujian yang dilakukan ada dua, yaitu pengujian frekuensi dan
pengujian
fungsi
alat.
Pengujian
frekuensi
dilakukan
dengan
membandingkan hasil pengukuran frekuensi menggunakan osiloskop
dengan frekuensi yang ditampilkan pada LCD. Pengujian fungsi alat
Universitas Sumatera Utara
5
dilakukan dengan melihat perubahan perilaku lalat buah setelah
dipancarkan gelombang ultrasonik pada beberapa frekuensi tertentu
dalam rentang waktu tertentu. Dari hasil pengujian akan dianalisis
untuk melihat rentang frekuensi yang dapat mengusir lalat buah dan
seberapa efektif alat dapat mengusir lalat buah.
1.6
Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran mengenai tugas akhir ini, maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi
penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan tentang
gelombang ultrasonik,
karakteristik lalat buah, Arduino, dan komponen lainnya secara
umum.
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Bab ini berisi penjelasan perancangan alat pengusir hama lalat
buah.
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
Bab ini berisi tentang hasil alat yang telah dirancang dan telah
di ujicoba dan analisis data yang diukur.
BAB V
PENUTUP
Universitas Sumatera Utara
6
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasanpembahasan sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Pertanian merupakan hal yang sangat esensial dalam sebuah
negara.
Kehidupan pertanian yang kuat di negara-negara maju bukan merupakan hasil
usaha yang singkat, tetapi proses tersebut telah berlangsung lama sejalan dengan
waktu dalam sejarah pembangunan di negara-negara tersebut. Indonesia adalah
negara agraris dimana sebagian besar penduduknya hidup dari hasil bercocok
tanam atau bertani, sehingga pertanian merupakan sektor yang memegang peranan
penting dalam kesejahteraan kehidupan penduduk Indonesia . Negara kita
Indonesia sangat kaya akan hasil pertanian khususnya komoditas hortikultura. [1]
Pembangunan sektor pertanian bertujuan untuk menaikkan produksi
pertanian guna meningkatkan pendapatan petani dan memenuhi kebutuhan hidup
masyarakat, terutama kebutuhan pangan bagi penduduk yang populasinya
meningkat dengan cepat. Meningkatnya jumlah penduduk
menuntut adanya
kebutuhan pangan yang semakin meningkat dan berkualitas tinggi yang semakin
meningkat. Oleh karena itu, diperlukan lahan pertanian yang semakin luas dan
produksi lahan pangan yang semakin meningkat baik jumlah maupun mutunya.
Salah satu upaya di dalam meningkatkan produksi pertanian adalah dengan
pengendalian organisme penggangu tanaman. Organisme pengganggu tanaman
(OPT) adalah semua organisme yang dapat menyebabkan penurunan potensi hasil
yang secara langsung karena menimbulkan kerusakan fisik, gangguan fisiologi
dan biokimia, atau kompetisi hara terhadap tanaman budidaya [2]. Hal ini
mengakibatkan perlunya penanggulangan akan adanya serangan OPT karena
1
Universitas Sumatera Utara
2
perkembangan serangan OPT yang tidak dapat dikendalikan, akan berdampak
kepada timbulnya masalah-masalah lain yang bersifat sosial, ekonomi, dan
ekologi. Salah satu organisme pengganggu tanaman yang perlu diwaspadai adalah
lalat buah.
Lalat buah dapat menyerang banyak tanaman hortikultura terutama sayursayuran dan buah-buahan, sehingga sulit sekali untuk dikendalikan [3]. Akibat
serangan hama lalat buah produksi dan mutu buah atau sayur menjadi rendah,
bahkan tidak jarang mengakibatkan gagal panen, karena buah atau sayur menjadi
busuk dan berjatuhan ke tanah. Lalat buah dapat menyerang tanaman jeruk, cabai,
mangga, pisang, belimbing, kopi, dan cengkeh [4]. Yang paling banyak diserang
adalah tanaman jeruk dan cabai.
Berbagai upaya pengendalian lalat buah telah dilakukan baik secara
tradisional dengan cara membungkus buah dengan berbagai alat pembungkus
antara lain kantong plastik, kertas koran, dan daun kelapa hingga penggunaan
insektisida kimia [3]. Intensitas serangan lalat buah terus meningkat serangannya,
fluktuasi maupun populasi lalat buah juga naik. Oleh karena itu, kebutuhan
terhadap teknik pengendalian yang
ramah lingkungan sangat diharapkan,
terutama yang efektif dan efisien serta mudah diperoleh petani dalam
operasionalnya di lapangan.
Salah satu cara untuk dapat mengusir hama lalat buah tanpa merusak
lingkungan dan tanaman itu sendiri adalah dengan menggunakan alat yang dapat
menghasilkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi yang dapat mengganggu
hama tersebut. Gelombang ultrasonik merupakan langkah yang strategis karena
lebih ramah terhadap lingkungan. Gelombang ultrasonik berada pada frekuensi di
Universitas Sumatera Utara
3
atas 20 kHz yang tidak lagi dapat di dengar oleh manusia tetapi masih dapat
didengar oleh beberapa hewan termasuk lalat buah. Alat yang dirancang akan
menghasilkan gelombang ultrasonik dan frekuensinya akan ditampikan pada
Liquid Crystal Display (LCD).
1.2
Perumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah:
1. Meneliti efek gelombang ultrasonik pada lalat buah.
2. Meneliti rentang frekuensi ultrasonik yang dapat mengganggu pola
perilaku hama lalat buah.
3. Merancang alat yang dapat menghasilkan gelombang ultrasonik.
1.3
Batasan Masalah
Agar isi dan pembahasan tugas akhir ini menjadi terarah, maka penulis perlu
membuat batasan masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah pada
penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Tidak membahas secara mendalam tentang karakteristik hama lalat buah
selain efek gelombang ultrasonik pada lalat buah.
2. Tidak membahas dampak gelombang ultrasonik yang dihasilkan terhadap
hama dan tanaman lain.
3. Pembangkit gelombang ultrasonik dibangun menggunakan Arduino Uno
dengan bahasa pemrograman Arduino.
4. Menggunakan Piezzo Loudspeaker sebagai transduser yang mampu
mengeluarkan gelombang suara sampai 60 kHz.
5. Menggunakan LCD 2x16 sebagai penampil frekuensi yang dihasilkan
oleh alat.
Universitas Sumatera Utara
4
6. Pengujian alat terhadap lalat buah hanya dilakukan pada lingkungan
tertutup (container dengan dinding kaca).
1.4
Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Tujuan dari penelitian adalah:
1. Merancang alat prototipe yang dapat membangkitkan gelombang
ultrasonik sampai pada frekuensi 60 kHz berbasis Arduino.
2. Melihat efek gelombang ultrasonik pada frekuensi yang beragam yang
dihasilkan oleh alat prototipe terhadap pola perilaku lalat buah.
1.5
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1.
Studi literatur
Dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan karya penelitian
yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis
atau dari perpustakaan dan juga dari artikel, jurnal, situs ilmiah, dan
lain-lain.
2.
Perancangan dan pembuatan alat
Merancang alat sesuai dengan kaidah perancangan dan membuat alat
menggunakan mikrokontroller Arduino Uno.
3.
Pengujian dan analisis
Pengujian yang dilakukan ada dua, yaitu pengujian frekuensi dan
pengujian
fungsi
alat.
Pengujian
frekuensi
dilakukan
dengan
membandingkan hasil pengukuran frekuensi menggunakan osiloskop
dengan frekuensi yang ditampilkan pada LCD. Pengujian fungsi alat
Universitas Sumatera Utara
5
dilakukan dengan melihat perubahan perilaku lalat buah setelah
dipancarkan gelombang ultrasonik pada beberapa frekuensi tertentu
dalam rentang waktu tertentu. Dari hasil pengujian akan dianalisis
untuk melihat rentang frekuensi yang dapat mengusir lalat buah dan
seberapa efektif alat dapat mengusir lalat buah.
1.6
Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran mengenai tugas akhir ini, maka penulis
menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi
penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan tentang
gelombang ultrasonik,
karakteristik lalat buah, Arduino, dan komponen lainnya secara
umum.
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Bab ini berisi penjelasan perancangan alat pengusir hama lalat
buah.
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
Bab ini berisi tentang hasil alat yang telah dirancang dan telah
di ujicoba dan analisis data yang diukur.
BAB V
PENUTUP
Universitas Sumatera Utara
6
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasanpembahasan sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara