SKRIPSI PERANCANGAN ALAT PENGUSIR HAMA LALAT BUAH MENGGUNAKAN GELOMBANG ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO

Transkripsi

1 SKRIPSI PERANCANGAN ALAT PENGUSIR HAMA LALAT BUAH MENGGUNAKAN GELOMBANG ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Komputer Oleh Yolanda Iqnatius Sirait NIM: DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2

3 ABSTRAK Lalat buah adalah salah satu hama yang banyak merusak tanaman hortikultura. Salah satu cara untuk mengusir hama adalah dengan memanfaatkan gelombang ultrasonik pada frekuensi yang dapat mengganggu hama tersebut. Penelitian dan pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk mengusir beberapa hama sudah pernah dilakukan, namun untuk lalat buah belum ada. Dalam tugas akhir ini dirancang prototipe yang mampu membangkitkan gelombang utrasonik dengan menggunakan Arduino Uno yang frekuensinya dapat diubah-ubah sampai 60 khz. Dengan menggunakan prototipe ini dilakukan pengujian terhadap lalat buah untuk mendapatkan frekuensi yang dapat dimanfaatkan untuk mengusir hama lalat buah. Hasil yang diperoleh bahwa prototipe yang dirancang mampu menghasilkan gelombang ultrasonik 20 khz sampai 60 khz dengan nilai akurasi 99,54%. Melalui pengujian terhadap lalat buah juga didapat bahwa lalat buah merasa terganggu ketika diberi paparan gelombang ultrasonik dengan frekuensi khz. Kata Kunci: Arduino Uno, Lalat Buah, Ultrasonik i

4 KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan hikmat yang diberikannya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul PERANCANGAN ALAT PENGUSIR HAMA LALAT BUAH MENGGUNAKAN GELOMBANG ULTRASONIK BERBASIS ARDUINO. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro,. Penulis menyadari bahwa dalam selama masa kuliah dan pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis mendapat banyak dukungan, bimbingan, dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Orangtua, abang, kakak, dan semua keluarga yang telah mendoakan dan memberikan banyak bantuan selama penulis menjalani masa perkuliahan. 2. Bapak Emerson P. Sinulingga, ST, M.Sc, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan banyak bimbingan dan pengarahan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Soeharwinto, ST, MT, selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Kasmir Tanjung, MT, selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU serta Bapak Rachmad Fauzi S.T, M.T selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang banyak memberi motivasi selama penulis menjalani kuliah. ii

5 6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis selama masa perkuliahan. 7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi. 8. Keluarga (Mama, Kak Dona, Bang Sando, Kak Sukma, Yuki, Novelina Turnip) yang selalu mendukung dan memberi semangat sampai saat ini. 9. Kelompok d B2B (Kak Sonak, Tommy, Novika, dan Bang Sandi), dan adik-adikku (Nelson, Yogi, Romario, Albertwan, Alexander, Adi, Saor, Rony, Rieska, Arni, Tanti, dan Valdi), terima kasih untuk dukungan, bantuan, semangat, dan doanya selama ini. 10. Keluarga Harmonika 76 (Bang Bonar, Bang Baga, Bang Rianto, Bang Ramson, Tommy, Hans, Admiron, dan Lela), terima kasih untuk dukungan, doa, dan kebersamaannya. 11. Teman-teman pelayanan UKM KMK USU dan UKM KMK USU UP FT, terkhusus Koordinasi UKM KMK USU 2014 (Putra, Erika, Octa, Elinsa, dan Tiana), Timreg UKM KMK USU 2015, dan Koordinasi UP FT 2012 & 2013, terima kasih untuk dukungan dan doanya selama ini. 12. Teman-teman stambuk 2010 (Hamdan, Kolin, Jefry, Kevin, Antoni, Kosasi, Fransisco, Chandra, Afron, Milan, Christover, Martua, Yehezkiel, Tommy, Martin, Angel, Andry, Sylvester, Novenri, Reikson, Ronaldo, Enjoi, dan semua stambuk 2010 lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu) yang selalu saling memberi semangat, bantuan dan cerita selama perkuliahan. iii

6 13. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberi dukungan dan bantuan. 14. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dalam rangka memperbaiki dan melengkapi Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dan dikembangkan di kemudian hari. Medan, 2016 Penulis Yolanda Iqnatius Sirait NIM iv

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penulisan Tugas Akhir Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI Umum Gelombang Bunyi Frekuensi dan Amplitudo Gelombang Ultrasonik Intensitas Bunyi dan Tingkat Intensitas Bunyi v

8 2.3 Lalat Buah Arduino Arduino Uno Pemrograman Arduino LCD 2x Transistor Bipolar Prinsip Kerja Transistor 2SC Transduser Piezoelektrik Prinsip kerja piezzoelektrik Speaker piezzoelektrik BAB III PERANCANGAN ALAT Gambaran umum alat Perancangan Perangkat Keras Penampil Frekuensi Rangkaian Pengendali Frekuensi Rangkaian penguat Rangkaian LED Indikator Rangkaian Catu Daya Perancangan Perangkat Lunak vi

9 3.3.1 Inisialisasi program Fungsi setup Fungsi debounce Fungsi loop BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Metode Pengujian Pengujian Rangkaian Catu Daya Pengujian LCD 2x Pengujian Frekuensi Ultrasonik yang Dibangkitkan Pengujian Rangkaian Penguat Pengaruh gelombang ultrasonik terhadap hama lalat buah BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gelombang transversal... 9 Gambar 2.2Arduino Uno Gambar 2.3 LCD 2x Gambar 2.4 Simbol transistor Gambar 2.5 Transistor 2SC Gambar 2.6 Prinsip kerja piezoelektrik Gambar 2.7 Speaker KEMO L Gambar 3.1 Diagram blok rancangan alat Gambar 3.2 Rancangan Prototipe Gambar 3.3 Rangkaian skematik penampil frekuensi Gambar 3.4 Rangkaian skematik tombol pengendali frekuensi Gambar 3.5 Rangkaian skematik penguat Gambar 3.6 Rangkaian LED indikator Gambar 3.7 Rangkaian Catu Daya Gambar 3.8 Diagram alir perangkat lunak Gambar 3.9 Diagram alir fungsi pembacaan tombol Gambar 3.10 Lanjutan diagram alir fungsi pembacaan tombol Gambar 4.1 Rangkaian pengujian catu daya Gambar 4.2 Hasil pengujian LCD Gambar 4.3 Grafik selisih frekuensi dalam setiap frekuensi pengujian Gambar 4.4 Grafik tingkat akurasi alat dalam setiap frekuensi pengujian Gambar 4.5 Hasil pengujian frekuensi menggunakan Osiloskop Gambar 4.6 Rangkaian pengujian rangkaian penguat viii

11 Gambar 4.7 Perbandingan sinyal masukan dan sinyal keluaran Gambar 4.8 Grafik jumlah lalat buah yang pingsan selama pengujian ix

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Keterangan pin LCD 2x Tabel 4.1 Hasil pengujian frekuensi ultrasonik yang dibangkitkan Tabel 4.2 Hasil pengamatan pengujian pengaruh gelombang ultrasonik x

13 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1. Kode Program Lengkap LAMPIRAN 2. Datasheet LAMPIRAN 3. Rangkaian Keseluruhan xi