alat pembangkit suara ultrasonik otomatis untuk …

ALAT PEMBANGKIT SUARA ULTRASONIK OTOMATIS UNTUKMERANGSANG PEMBUKAAN STOMATA TANAMAN MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER ATMEGA328P YANG DILENGKAPI DENGAN PANELSURYA

Priguna Septia Putra *), Adian Fatchur Rochim1) , Eko Didik Widianto1) , Mentary Putri Pratami2)

1) Program Studi Sistem Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro2) Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Diponegoro

Jalan Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Abstrak - Salah satu teknologi pertanian yang belum termanfaatkan adalah penggunaan gelombangsuara yang tepat untuk merangsang pembukaan stomata tanaman. Penelitian tentang pengaruh pemberiangelombang suara dalam meningkatkan kuantitas dan kualitas tanaman juga telah dilakukan di Indonesia.Pemberian pancaran gelombang suara berfrekuensi 3500 – 5500 Hertz pada beberapa tanaman agrokulturamampu meningkatkan hasil pipìlan jagung kering 37,5%, bawang merah 18,5%, kentang 21,7%, jahe gajah88,4%, jahe kapur 127% dengan kenaikan kadar olcoresìn 0,22%, tembakau 31,8% dengan peningkatan kadarnikolin 0,38% serta peningkatan hasil kedelaì 19% dengan peningkatan kadar protein 7,3%.

Alat terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras diimplementasikan denganmenggunakan mikrokontroler AVR Atmega328P yang mengintegrasikan sensor suhu DS18B20 dan RTC (realtime clock) DS1302. Gelombang dibangkitkan oleh modul DDS (Direct Digital Synthesizer) AD9850 denganfrekuensi dapat diatur lewat program (programmable). Agar alat ramah lingkungan, pengisian daya aki/bateraiberasal dari panel surya 10 Watt. Perangkat lunak dibuat menggunakan bahasa C dengan Arduino IDE yangkompatibel dengan mikrokontroler AVR.

Hasil pengujian menunjukkan alat mampu bekerja secara otomatis dalam membangkitkan gelombangsuara dan mampu merangsang pembukaan stomata pada tanaman jagung.

Kata kunci : Teknologi Pertanian, Gelomabang Suara, Stomata, ATMega328p, Arduino

I. PENDAHULUAN

Sonic bloom suatu teknologi yangmemadukan pengaruh gelombang suaraberfrekuensi 3500 - 5000 Hz. Teknologi sonicbloom telah terbukti mampu meningkatkankuantitas dan kualitas hasil tanaman. Penerapansonic bloom pada tanaman jagung mampumeningkatkan hasil pipìlan kering, 37,5%, bawangmerah 18,5%, kentang 21,7%, jahe gajah 88,4%,jahe kapur 127% dengan kenaikan kadar oleoresin0,22%, tembakau 3 1,8% dengan peningkatan kadarnikotin 0,3 8% (Yulianto, H, Simanjuntak,Sumardi, & Utomo, 2004; Yulianto, 2008b).Peningkatan hasil kedelai 19% dengan peningkatankadar protein 7,3% (Utomo, Sunarto, Supartoto,Farid, & Surjiti, 2002; Yulianto et al., 2004).Peningkatan hasil yang terjadi pada berbagaitanaman pangan yang diaplikasi sonic bloom,memberikan harapan untuk menerapkan sonicbloom sebagai alternatif teknologi terobosan gunamendongkrak perandalan peningkalan produktivitaspadi di Indonesia.

Aplikasi gelombang suara untukmenyuburkan pertumbuhan tanaman telah lamadilakukan. Singh pada tahun 1960 telah mengamatipengaruh aplikasi gelombang ini, Suara yang

berbentuk musik "charukesi raga"dari alat gramafonpada pertanaman padi di Madras dan Teluk Bengal.Yang ternyata mampu meningkatkan hasil panen 25- 60 % lebih banyak daripada ratarata hasil panenbiasa di wilayah ini. Hlageselh awal 1973menemukan bahwa tingkal perkecambahan lobakmengalami percepatan ketika diberi suara denganfrekuensi 4000 Herz (Ghofur, 2004).

Walaupun penggunaan teknik sonic bloomini mampu meningkatkan hasil produksi pertaniandan perkebunan, namun saat ini penggunaannya diIndonesia masih tergolong sedikit. Hal inidisebabkan karena perangkat Sonic Bloom untukmembangkitkan gelombang suara masih impor,serta penggunaannya yang tidak praktis. Sepertipenyalaan alat secara manual, menggunakan timermekanik, sumber daya aki perlu diisi kembali,memerlukan peralatan eksternal termometer. Darihal tesebut maka diperlukan inovasi untukmembuat alat Sonic Bloom yang praktis dan handalserta dapat diproduksi di dalam negeri.

Jurnal Teknologi dan Sistem Komputer, Vol.2, No.4, Oktober 2014 (e-ISSN: 2338-0403) JTsiskom - 288

1.1. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka permasalahan yang akan dibahas programini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana membuat alat pembangkitgelombang suara yang dapat berjalan secaraotomatis dalam penggunaannya?

2. Bagaimana agar alat tersebut dapat diaturfrekuensinya sehingga dapat memenuhikebutuhan yang spesifik untuk tiap tanaman ?

3. Bagaimana agar alat tersebut efisien dan ramahlingkungan?

1.2. Batasan Masalah

Dalam pembuatan tugas akhir inipembahasan masalah memiliki batasan padapermasalahan berikut :

1. Dalam pembuatan alat pembangkit suaraultrasonik ini, tidak dilakukan pengujian sejauhmana efek perangsangan pembukaan stomatatanaman menggunakan alat ini dalam jangkapanjang.

2. Parameter pengujian keluaran alat pembangkitsuara ultrasonik adalah alat dapat bekerjasesuai dengan yang diharapkan.

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang akan dicapai dalampembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut.

1. Mengembangkan perangkat untukmengaplikasikan teknologi mikrokontroler kebidang pertanian.

2. Menyusun algoritma alat pembangkit suaraultrasonik.

3. Mengimplementasikan dan menguji alatpembangkit suara ultrasonik di LaboratoriumSistem Embedded dan Robotika SistemKomputer Universitas Diponegoro dan dipersawahan.

II. DASAR TEORI

Penelitian yang akan dilakukan berlandaskanpada berbagai teori yang memungkinkan tujuanpenelitian dapat tercapai. Teori-teori tersebutmenjadi dasar yang membangun penelitian denganmemberikan definisi dan penjabaran yangdiperlukan dalam pelaksanaan penelitian, berikutLandasan Teori tersebut.

2.1 Teknologi Sonic Bloom

Penerapan teknologi sonicbloom dilakukanterhadap padi, bawang merah dan cabai merahmelalui penelitian yang dapat memberikanpeningkatan produktivitas rata-rata 42,6% (Yulianto,2006, 2008a, 2008b). Kualitas hasil tanaman pun

meningkat berupa peningkatan kandungan gizi(Yulianto et al., 2004). Berikut parameter-parameteruntuk pemberiaan gelombang suara pada tanaman.

1. Suara diberikan jika suhu dibawah 30oC.2. Suara diberikan selama 8-10 jam perhari dari

pukul 04.00 dan pukul 16.00.3. Frekuensinya adalah antara 3500 Hz – 5000

Hz4. Diletakan di atas tiang agar jangkauan luas.

2.2 Mikokontroler ATMega328P

Mikrokontoler ATMega328P adalahmikrokontoler yang diproduksi oleh Atmel.Mikrokontroler ini memiliki 22 pin I/O, semua pindapat berfungsi sebagai pin I/O digital, 6 pin dapatberfungsi sebagai keluaran PWM dan 6 pin dapatberfungsi sebagai pin I/O analog. Tegangan yangberoperasi untuk mikrokontroler ini adalah 2,7 – 5Volt. Mikrokontroler ATmega328 memiliki 32KByte memori flash untuk menyimpan kodesedangkan 2 KByte digunakan untuk bootloader.Mikrokontroler ATmega328 memiliki 2 KByte dariSRAM dan 1 KByte dari EEPROM yang dapatdibaca dan ditulis.

Gambar 1. Mikrokontroler ATMega328P

2.3 Modul DDS (Direct Digital Synthesis)

AD9850 DDS Signal Generator Modul adalahmodul pembangkit gelombang yang menggunakanIC AD9850 CMOS 125 MHzDDS Synthesizer produksi Analog Devices, Inc. ICini menggunakan teknologi Digital-to-AnalogConverter terkini yang berkinerja tinggi untukmensintesa frekuensi (frequency synthesizer).Dengan osilator kristal aktif berfrekuensi 125 MHzsebagai sumber detak berpresisi sangat tinggi, modulini membangkitkan gelombang sinus analog murnidengan frekuensi yang dapat diprogram. Gelombangkeluaran ini dapat digunakan langsung sebagaisumber frekuensi, atau dapat juga dikonversimenjadi gelombang kotak digital sebagai sumberpewaktu berakurasi tinggi yang responsif.Spesifikasi:

1. Membangkitkan 2 gelombang sinus (sinewave) dan 2 gelombang kotak (square wave)

2. Presisi hingga frekuensi harmonik 20 MHz,max 40 MHz (di atas 20 MHz, gelombang akanmengalami distorsi)


3. Frekuensi maksimum gelombang kotak: 1MHz

4. Sudah memiliki low-pass filter 70 MHz5. Menggunakan osilator aktif frekuensi tinggi

(125 MHz) dengan kualitas presisi yang sangatbaik.

2.4 Sensor Suhu DS18B20

DS18B20 adalah sensor suhu digital yangdikeluarkan oleh Dallas Semiconductor. Dalampembacaan suhu, sensor menggunakan protokol 1wire communication. DS18B20 memilki 3 pin yangterdiri dari VCC, Ground dan Data Q. Teganganyang beroperasi pada DS18B20 adalah 3-5 Voltdengan arus maksimal 1,5 mA. Sensor suhuDS18B20 beroperasi pada suhu -55º celcius hingga+125º celcius. Keunggulan DS18B20 yaitu outputberupa data digital dengan nilai ketelitian 0.5ºcelcius selama kisaran suhu -10 celcius sampai +85celcius sehingga mempermudah pembacaan olehmikrokontroler.

Gambar 2. Kurva pembacaan suhu DS18B20

2.5 RTC (Real Time Clock) DS1302

RTC adalah modul penghitung waktu danpenyimpan data waktu, dengan adanya komponenini unit pengendali dapat melakukan pengendaliankerja sistem dengan waktu yang akurat. RTCmemiliki kemampuan untuk menghitung waktudengan tepat. Keunggulan-keunggulan yang dimilikioleh RTC diantaranya :1. Menghitung waktu mulai detik, menit, jam,

tanggal, bulan, tahun, hari dalam minggudengan kompensasi tahun kabisat sampai tahun2100.

2. Kemampuan untuk selalu membaharuiinformasi waktu meskipun sumber utamaterputus.

2.6 Panel Surya

Panel surya adalah perangkat rakitan sel-selfotovoltanik yang mengkonversi sinar mataharimenjadi listrik. Tegangan yang dihasilkan antara 17– 22 Volt dan arusnya tergantung dari Wattpeakpanel surya tersebut. Masa pakai panel surya dapatmencapai kurang lebih 25 tahun.

III. PERANCANGAN SISTEM

Dalam bab ini membahas spesifikasikebutuhan fungional, spesifikasi kebutuhan non-fungsional, perancangan perangkat keras danperancangan perangkat lunak.

3.1 Spesifikasi Kebutuhan Fungsional

Spesifikasi kebutuhan fungsional dilakukanuntuk memberi gambaran tentang alat yang akandibuat dapat berfungsi sesuai dengan yangdiinginkan. Kebutuhan fungsional tersebut sebagaiberikut:

1. Alat menggunakan mikrokontroler sebagaipusat kontrol untuk otomatisasi dalampemberian gelombang suara.

2. Alat dapat membaca kondisi lingkungansekitar, tegangan baterai dan informasi waktuuntuk digunakan sebagai parameter dalampemberian gelombang suara.

3. Pemberian gelombang suara pada tanamandapat secara otomatis dengan suhu di bawah30oC, waktu yang telah diatur dan kapasistasbaterai yang mencukupi.

4. Alat menyediakan antarmuka penggunamenggunakan LCD 16x2 dan tombol untukpengaturan dalam pemberian gelombang suarapada tanaman.

5. Pengisi ulang daya aki berasal dari energiterbarukan yaitu energi matahari menggunakanpanel surya sehingga ramah lingkungan.

6. Penggunaan komponen yang mengonsumsidaya paling sedikit untuk efisiensi kosnsumsidaya.

3.2 Spesifikasi Kebutuhan Non-Fungsional

Kebutuhan non-fungsional mendeskripsikantingkatan dari kualitas misalnya dapat digunakanatau tidak. Kebutuhan non-fungsional daripembuatan tugas akhir ini adalah purwarupa alatdibuat sedemikian rupa sehingga memudahkandalam proses pemasangan dan penggunaannya.

3.3 Perancangan Perangkat Keras

Kebutuhan non-fungsional mendeskripsikantingkatan dari kualitas. Kebutuhan non-fungsionaldari pembuatan tugas akhir ini adalah sebagaiberikut:

1. Purwarupa alat dibuat sedemikian rupasehingga memudahkan dalam prosespemasangan dan penggunaannya.

2. Kontruksi purwarupa alat terbuat dari akrelikagar komponen yang berada didalam tidakterganggu oleh kondisi diluar

3. Penyangga purwarupa alat terbuat dari besiagar dapat diletakan pada tiang dan dapatmenopang keseluruhan komponen.


3.3.1 Digram blok alat

Diagram blok perancangan alat dapat dilihatpada Gambar 3.1.

Gambar 3. Diagram Blok Alat

3.2.1 Perancangan desain papan sirkuit elektronikPerancangan papan sirkuit elektronik

dibutuhkan untuk menghubungkan komponen-komponen elektronika yang dibutuhkan untukmembuat purwarupa alat.

Papan sirkuit elektronik terlebih dahuludirancang menggunakan perangkat lunak bernamaEAGLE (Easily Applicable Graphical LayoutEditor). Papan sirkuit terdiri dari 2 papan sirkuityaitu papan sirkuit utama dan papan sirkuit LCD.

Gambar 4. Papan sirkuit utama

Gambar 5. Papan sirkuit LCD

3.2.2 Perancangan Perangkat LunakPerancangan perangkat lunak digunakan

untuk memberikan tahapan yang jelas dalam

pembuatan program yang akan mengendalikanperangkat keras. Perancangan perangkat lunakterdiri dari perancangan program utama,perancangan fungsi BUNYI(), perancanganpengisian ulang daya, perancangan fungsiTOMBOL() dan perancangan alur tegangan

4. Perangcangan program utamaPerancangan program utama merupakan

perancangan program yang dibutuhkan olehmikrokontroller ATMega328P sebagai pusat.Perancangan ini bertujuan untuk pengoperasian alatsecara otomatis. Perancangan ini berdasarkan padapenelitian yang dilakukan oleh yulianto tentangpemberian gelombang suara pada tanaman(Yulianto, 2006, 2008a, 2008b). Berikut merupakandiagram alir program utama.

Gambar 6. Diagram alir program utama

Pada Gambar 3.19 menunjukkan digram alirprogram utama. Pertama, nilai frekuansi_minimum,frekuensi_maksimum, jam_bunyi_pertama,jam_bunyi_kedua, lama_bunyi, dan modulasiterlebih dahulu diatur oleh pengguna melaluiantarmuka LCD. Kemudian membaca informasiwaktu, suhu dan tegangan baterai. Setelah itu,membandingkan nilai jam_bunyi_pertama ataujam_bunyi_kedua dengan jamRTC, nilaipembacaan suhu dan nilai pembacaan tegangan.Apabila perbandingan nilai jam_bunyi_pertama ataujam_bunyi_kedua dengan jamRTC bernilai TRUE,suhu di bawah 30oC dan voltbaterai lebih dari 11


Volt maka RELAY1 akan ON dan alat akanmembangkitkan frekuensi dengan fungsi BUNYI().Apabila perbandingan tersebut bernilai FALSERELAY1 akan OFF dan selanjutnya kembali kelangkah pembacaan waktu RTC.5. Perancangan fungsi BUNYI()

Berikut merupakan digram alir fungsiBUNYI() untuk membangkitkan gelombang suarasecara modulasi.

Gambar 7. Digram alir fungsi BUNYI()

Pada Gambar 7 menunjukkan diagram alirfungsi BUNYI(). Langkah pertama yaitu, mengaturnilai frekuansi_minimum,frekuensi_maksimum dan modulasi. Berikutrumus perhitungan nilai freq_q yang digunakanuntuk membangkitkan gelombang suara secaramodulasi.

Pada rumus di atas hasil perhitunganfrekuensi_maksimum dikurangi denganfrekuensi_minimum membentuk setengahgelombang. Sebagai gambarannya dapat dilihat padaGambar 8.

Gambar 8. Gelombang sinus

Kemudian untuk membentuk satu gelombangpenuh maka setengah gelombang tersebut harusdikali dengan 2. Setelah membetuk satu gelombangpenuh selanjukan hasil perhitungan tersebut dikalidengan modulasi. Pada program digunakaninterval dalam 1 milidetik maka dalam 1 detik dapatmelakukan 1000 perhitungan atau 1000 Herz.Sehingga hasil dari perhitunganfrekuensi_maksimum dikurangi denganfrekuensi_minimum dikali dengan 2 dan dikalimodulasi harus dibagi dengan 1000.

Setelah nilai freq_q diketahui maka akanmelakukan perulangan dari nilaifrekuansi_minimum menuju nilaifrekuensi_maksimum. Perulangan dilakukandengan cara menambahkan nilai freq_q ke nilaifrekuansi_minimum dengan interval 1milidetik.

freq = freq + freq_q

Selanjutnya melakukan perulangan kembalidari nilai frekuensi_maksimum menujufrekuansi_minimum. Perulangan dilakukandengan cara mengurangi nilaifrekuansi_minimum dengan nilai freq_qdengan interval 1 milidetik.

freq = freq - freq_q

6. Perancangan fungsi TOMBOL()Berikut merupakan diagram alir untuk

menampilakan menu pada LCD 16x2.

Gambar 9. Diagram alir fungsi MENU()


Gambar 10. Diagram alir fungsi MENU()

Gambar 9 dan Gambar 10 menunjukkandiagram alir proses memilih menu. Antarmuka menumengunakan LCD 16x2 dan tombol digunakanuntuk interaksi alat dengan pengguna. Penggunadapat melihat informasi keadaan alat dan dapatmengatur frekuensi_minimum,frekuensi_maksimum,jam_bunyi_pertama, jam_bunyi_kedua,

lama_bunyi dan modulasi. Pengoperasianmenu dilakukan dengan tiga buah tombol.

Tabel 1. Fungsi tiap tombolNo Tombol Fungsi

1 Atas Memilih menu2 Tengah Menambah nilai3 Bawah Mengurangi nilai

7. Perancangan pengisian ulang daya akiBerikut merupakan diagram alir untuk

pengisian ulang daya aki/baterai dari panel surya.

Gambar 11. Diagram alir pengisian ulang daya aki

Pada Gambar 11 menunjukan diagram aliruntuk pengisian ulang daya aki/baterai dari panelsurya. Pembacaan tegangan menggunakan motodepembagi tegangan. Nilai R1 sebesar 560 kohm dannilai R2 sebesar 100 kohm. Berikut rumusperhitungan untuk menghitung voltbaterai.

Perhitungan pembacaan tegangan yaitu nilainilai_volt dikali dengan nilai analog refferenceyaitu 3,3 dan nilai R1 yang ditambah dengan nilaiR2. Setelah itu dibagi dengan nilai R2 yang dikalidengan 1023. Berikut adalah hasil penyerdanaanperhitungan voltbaterai.

Setelah melakukan perhitungan nilaivoltbaterai selanjutnya membandingkan hasiltersebut dengan kondisi baterai dalam keadan penuhyaitu 13,8 volt. Apabila perbadingan tersebutbernilai TRUE maka RELAY2 akan ON. Apabilaperbadingan tersebut bernilai FALSE maka akanmembandingkan nilai voltbaterai kembali.


Apabila tegangan baterai turun mejadi 12,6 makaRELAY2 akan OFF. Apabila perbadingan tersebutbernilai FALSE maka akan kembali ke langkahpembacaan nilai voltbaterai.

8. Perancanga alur teganganPercangan ini memberi gambaran tegangan

yang beroperasi pada tiap komponen. Berikutmerupakan diagram blok alur tegangan pada alat.

Gambar 12. Diagram blok alur tegangan

Gambar 12 menunjukan diagram blok alurtegangan pada alat. Komponen dengan tegangan 3,3volt terdiri dari IC DS1302, IC DS18B20,mikrokontroler ATMega328P dan IC AD9850.Tegangan tersebut digunakan untuk efisiensi dalamkomsumsi daya. Kemudian komponen dengantegangan 5 volt terdiri dari LCD 16x2, LM386 danRelay.

IV. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN.Perangkat keras pertama yang

diimplementasikan adalah pembuatan papan sirkuitelektronik berdasarkan skematik dari gambarrangkaian papan sirkuit elektronik yang telah dibuatsebelumnya. Papan sirkuit elektronik menjaditempat komponen-komponen saling terhubung untukmenjadi sebuah perangkat keras yang dibutuhkan.

4.1 Implementasi Perangkat Keras dan PerangkatLunak

Perangkat keras yang telah dirancangsebelumnya akan diimplementasikan, mulai daripembuatan perangkat lunak hingga pemasanganperangkat keseluruhan alat. Hasil implementasiperangkat keras disajikan pada Gambar 13.

Gambar 13. Implemetasi alat

4.3 Pengujian tegangan

Pengujian ini bertujuan untuk memastikantegangan yang diterima setiap komponen sesuaidengan spesifik tegangan masukan komponen.Pengujian dilakukan dengan alat ukur digitalmultitester SANWA 800a yang dimiliki olehLaboratorium Embeded dan Robotika Teknik SistemKomputer Universitas Diponegoro. Berikut hasilpengujian tegangan tiap komponen.Tabel 2. Pengujian tegangan

No Komponen Tegangan (Volt)1 Papan sirkuit utama 10 – 13,82 ATMega328P 3,33 DS1302 3,34 Baterai 2032 3,35 Modul AD9850 3,36 DS13B20 3,37 LM386 58 Relay 59 74HC595 510 LCD 16x2 5

Pada Tabel 2 menunjukkan tegangan padapapan sirkuit bervariasi dari 12 -13,8 Volt. Pada saatpanel surya menghasilkan daya listrik maka dayatersebut di konversikan terlebih dahulu menjadi 13,8Volt dan dihubungkan dengan papan sirkuit utamauntuk mengisi ulang daya aki/baterai.

4.2 Pengujian daya alat

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahuiberapa besar daya yang dikosumsi oleh alat dengankondisi yang bervariasi dan daya yang dihasilkanoleh panel surya. Pengujian dilakukan denganmenggunakan alat ukur yaitu multitester digital.

1. Daya yang dikonsumsiPengujian ini bertujuan untuk mengetahui

berapa besar daya yang dikosumsi oleh alat. Hasilpengujian daya yang dikonsumsi oleh alat dapatdilihat pada Tabel 3.Tabel 3. Pengujian daya yang dikonsumsi

No Kondisi Arus(mA)

Tegangan (V)

Daya(mW)

1 Alat standby 38 12,5 4752 Alat standby

dengan LCDaktif

39 12,5 487

3 Alatmembangkitkan gelombangsuara

170 12,5 2125

4 Alatmembangkitkan gelombangsuara denganLCD aktif

176 12,5 2200


Pada Tabel 3 menunjukkan alat dalamkeadaan standby mengkonsumsi daya sebesar 475mW atau 0,475 Watt. Pada saat alat membangkitkansuara dengan volume kekerasan maksimalmengonsumsi daya sebesar 2.125 mWatt atau 2,125Watt.

2. Daya yang dihasilkanPengujian ini bertujuan untuk mengetahui

berapa besar daya yang dihasilkan oleh panel surya.Hasil pengujian daya yang dihasilkan dapat dilihatpada Tabel 4.Tabel 4. Daya yang dihasilkan

No Kondisi Arus(mA)

Tegangan (V)

Daya(mW)

1 Output PanelSurya

320 20,4 6528

2 Output ModulLM2596

470 13,8 6486

Pada Tabel 4 menunjukan daya yangdihasilkan panel surya sebesar 6.486 mWatt atau6,486 Watt.

4.3 Pengujian pembacaan suhu DS18B20Pengujian ini bertujuan pengujian untuk

memastikan ketepatan dalam pembacaan sensorsuhu DS18B20. Pengujian dilakukan denganmembandingkan sensor suhu DS18B20 dengan alatukur digital Lutron LM-8100 yang dimiliki olehLaboratorium Teknik Lingkungan UniversitasDiponegoro. Hasil pengujian dapat dilihat padaGambar 14.

Gambar 14. Grafik perbandingan pembacaan suhu

Pada Gambar 14 menunjukkanpembandingan pembacaan suhu antara sensor suhuDS18B20 dengan alat ukur digital Lutron LM-8100.Pada pengujian tersebut didapat suatu nilaikesalahan pembacaan DS18B20 terhadap LutronLM-8100 adalah sebesar 0,1 oC.

4.4 Pengujian RTC DS1302Pengujian ini bertujuan untuk memastikan

ketepatan dalam waktu pembacaan waktu RTCDS1302. Pengujian dilakukan denganmembandingkan pembaca waktu RTC DS1302dengan jam digital laptop selama 5 jam. Parameterawal yaitu waktu di RTC 16:0:0 dan waktu di laptop15:58:51 dengan ∆ 0 = 69.


Pada Gambar 15 menunjukkanperbandingkan pembaca waktu RTC 1302 denganjam digital laptop. Kesalahan pembacaan waktu dariRTC DS1302 adalah jumlah rata-rata ∆ − ∆ 0 =69 - 69 = 0. Dari hasil tersebut menunjukkan waktupada RTC DS1302 tidak mengalami pergeseranwaktu.

4.5 Pengujian pembacaan tegangan

Pengujian ini bertujuan untuk memastikanketepatan dalam pembacaan tegangan. Pengujiandilakukan dengan membandingkan pembacategangan pada sirkuit dengan alat ukur digitalmultitester SANWA 800a yang dimiliki olehLaboratorium Embeded dan Robotika Teknik SistemKomputer Universitas Diponegoro. Berikut hasilpengujian dapat dilihat pada Gambar 16.


28.628.8

2929.229.429.629.8

3030.230.4

1 3 5 7 9

Suhu

(o C)

Pengujian ke-

DS18B20

LM-8100

01020304050607080

1 3 5 7 9

∆(d

etik

)Pengujian ke-

RTC 1302

Laptop

11.611.711.811.9

1212.112.212.312.4

1 3 5 7 9

Taga

ngan

(Vol

t)

Pengujian ke-

Pembacategangan

SANWA800a


9

Pada Gambar 16 menunjukkanperbandingkan pembaca tegangan pada sirkuitdengan alat ukur digital multitester SANWA 800a .Kesalahan pembacaan tegangan denganmenggunakan teknik pembagi tegangan yaitu – 0,44atau 3,57%. Toleransi pada resistor yangdisimbolkan mempunyai nilai toleransi + 5%.Sehingga untuk pembacaan tagangan secara tepatmaka pada kode program utama perlu ditambahsebesar 3,57%.

4.6 Pengujian frekuensiPengujian ini bertujuan untuk mengetahui

apakah frekuensi yang dibangkitkan dalam kodesumber sesuai dengan frekuensi yang dibangkitkandengan perangkat lunak bernama SpectrumAnalyzer. Pengujian ini dilakukan dengan carakonektor keluaran dari amplifier dihubungkan kekonektor mix. Parameter frekuensinya yaitufrekuensi minimum 3500 Hz dan frekuensimaksimum 5500 Hz. Berikut hasil pengujian dapatdilihat pada Gambar 17.

Gambar 17. Pengujian frekuensi

Pada Gambar 17 menunjukkan frekuensiyang dibangkitkan dalam kode sumber sesuaidengan analisis software Spectrum Analyzer.

4.7 Pengujian implementasi alatPengujian implementasi alat berupa

pemasangan alat di sawah. Pengujian dilakukan didesa Krajan Kidul Kel. Kaliwadas Kec. BumiayuKab. Brebes Jawa Tengah. Pengujian ini bertujuanuntuk menguji apakah alat dapat berjalan sesuaidengan yang diinginkan apabila diimplementasikandi lapangan. Pengaturan waktu membangkitkangelombang suara yaitu jam 4 – 8 pagi dan jam 4 – 8sore. Alat diletak di tiang setinggi 3 meter sepertiterlihat pada Gambar 18.

Gambar 18. Implementasi alat di Sawah

Hasil pengujian implentasi di Sawah, alatdapat bekerja dengan semestinya sesuai denganpameter berikut:

1. Alat dapat membangkitkan gelombang suarasecara otomatis dengan suhu di bawah 30oC,waktu yang telah diatur dan kapasistas bateraiyang mencukupi.

2. Alat dapat berhenti membangkitkan suaraultasonik sesuai dengan waktu yang telahdiatur oleh pengguna.

3. Alat alat behenti membangkitkan suaraultasonik apabila suhu di atas 30oC walaupunpada waktu membangkitkan gelombang suarayang telah diatur oleh pengguna.

4. Aki/baterai pada alat dapat terisi ulangdayanya yang berasal dari daya panelsurya.

4.8 Pengujian efek terhadap stomata tanamanPengujian ini berupa memberikan gelombang

suara pada tanaman menggunakan alat ini.Kemudian daun dari tanaman tersebut diteliti denganmikroskop untuk mengetahui apakah stomatamembuka atau tidak. Pengujian ini menggunakantanaman jagung. Tanaman yang digunakan dalampengujian ini yaitu tanaman jagung. Pengujiandilakukan selama satu minggu. Pemberiangelombang suara dilakukan pada pukul 04.00 sampai08.00 dan pada pukul 16.00 sampai pukul 20.00Pengamatan stomata daun dilakukan setelahpemberian gelombang suara selesai. Hasil daripengujian ini dapat dilihat pada Gambar 19 danGambar 20.

Gambar 19. Daun tanpa pemberian suara ultrasonik

Pada Gambar 19 menunjukan bahwa stomatapada daun tidak membuka apabila tidak diberigelombang suara menggunakan alat ini.

Gambar 20. Daun dengan pemberian suaraultrasonik

Pada Gambar 20 menunjukan bahwa stomatapada daun dapat membuka dengan pemberian suaraultrasonik menggunakan alat ini.


10

V. PENUTUP5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan analisis alatpembuata tugas akhir ini maka dapat diambilkesimpulan sebagai berikut:

1. Alat dapat secara otomatis membangkitkangelombang suara sesuai parameter yang telahdiatur oleh pengguna.

2. Frekuensi untuk pemberian gelombang suarapada tanaman melalui antarmuka LCD 16x2dan tombol.

3. Pembacaan kesalahan pembacaan tegangansebesar 3,57% dan kesalahan pembacaan suhusebesar 0.1oC.

4. Konsumsi daya alat pada saat standby sebesar0,475 Watt dan konsumsi pada saat alatmembangkitkan suara sebesar 2,125 Watt.

5. Alat pembangkit gelombang suara otomatis inidapat bekerja dengan baik dalam implementasidi lapangan.

6. Alat pembangkit gelombang suara otomatis inimampu merangsang stomata pada tanamanjagung untuk membuka.

7. Penggunaan energi terbarukan yaitumenggunakan panel surya untuk pengisi ulangdaya aki menjadikan alat ramah lingkungan.

8. Penggunaan komponen yang mengonsumsidaya paling sedikit menjadikan alat efisiendalam konsumsi daya.

5.2 Saran

Berdasarkan pengujian dan analisa terhadapalat dalam pembuatan tugas akhir ini, alat masihmemerlukan penyempurnaan, karena itu diberikanbeberapa saran sebagai berikut.1. Alat ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk

menyempurnakan dari sisi desain maupunkomponen yang digunakan.

2. Penambahan fitur seperti kontrol dan monitoringdari jarak jauh.

3. Pengujian alat lebih lanjut untuk jenis tanamanyang lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Ghofur, S. A. (2004). Keajaiban tumbuhan, danmanusia pun terkesikap oleh rahasia Tuhan.Secret Life of The Plant, 402(Terjemahan dariTompkinn, P and C. Bird).

Utomo, Sunarto, Supartoto, Farid, N., & Surjiti, A.(2002). Kaji Tindak Penerapan TeknologiSonic Bloom untuk Meningkatkan ProdiksiKedelai. In Seminar Penerapan TeknologiSonic Bloom di Jawa Tengah (p. 12). Ungaran:BPTP Jateng.

Yulianto. (2006). Sonic Bloom Sebagai AlternatifTeknologì Terobosan Untuk MeningkatkanProduktivitas Padi. Agrosains, 8, 87–90.

Yulianto. (2008a). Penerapan Teknologi SonicBloom dan Pupuk Organik untuk PeningkatanProduksi Bawang Merah (Studi Kasus BawangMerah di Brebes, Jawah Tengah). J. Argoland,15, 148–155.

Yulianto. (2008b). Pengkajian dan PengembanganTeknologi Gelombang Suara dan NutrisiRumput Laut pada Cabai Merah. J. Agroland,15, 1–6.

Yulianto, H, B., Simanjuntak, Sumardi, & Utomo.(2004). Sonic Bloom Sebuah TerobosanMenuju Pertaniaan Masa Depan. InRAKORNAS ICMI. Semarang.

()


alat pembangkit suara ultrasonik otomatis untuk …

Documents