LAPORAN AKHIR PENELITIAN DOSEN PENELITIAN MUDA
RANCANG BANGUN RANGKAIAN ELEKTRONIK PENGHASIL GELOMBANG ULTRASOUND UNTUK MENGENDALIKAN HAMA TIKUS
Peneliti : Frans Rizal Agustiyanto, M.Si. NIP. 19790802 201101 1 009
DILAKSANAKAN ATAS BIAYA DIPA STAIN BATUSANGKAR SESUAI SURAT PERJANJIAN KONTRAK PENELITIAN NOMOR : Sti.01/TL.00/ 998 /2014
SEKOLAH TINGGI AGAMA ISLAM NEGERI BATUSANGKAR 2014 LAPORAN IDENTITAS DAN PENGESAHAAN LAPORAN HASIL PENELITIAN
1. a. Judul Penelitian : Rancang Bangun Rangkaian Elektronik Penghasil Gelombang Ultrasound Untuk Mengendalikan Hama Tikus 2. b. Nomor Kontrak : Sti.02/IX/TL.00/…../ 2014 c. Program Penelitian : Penelitian Muda d. Jenis Penelitian : Individu/ Kelompok *)
3. Peneliti Utama a. Nama Lengkap b. Jenis Kelamin c. NIP d. Bidang Ilmu e. Pangkat / Golongan f. Jurusan / Prodi g. Alamat h. Telp i. Email
: Frans Rizal Agustiyanto, M.Si : L/P : 19790802 201101 1 009 : Instrumentasi dan Elektronika : Penata Muda Tk.I/ III b : Tarbiyah/ Pendidikan Fisika : Ludai Pagaruyung : 081277333665/ 085363630455 :
[email protected]
4. Waktu Penelitian 5. Biaya 6. Sumber Biaya
: Agustus s/d Nopember 2014 : Rp. 7.500.000 : DIPA STAIN Batusangkar
Batusangkar, 01 November 2014 Mengetahui Kepala P3M STAIN Batusangkar
Peneliti Utama,
Ulya Atsani, M.Hum Nip. 19750303 199903 1 004
Frans Rizal Agustiyanto, M.Si. Nip. 19790802 201101 1 009
ABSTRAK
Telah berhasil dibuat seperangkat alat Sistem Osilator Gelombang Ultrasonik untuk memproteksi kehadiran hama tikus yang dapat membantu para petani melindungi areal persawahannya. Output frekuensi yang dihasilkan dari alat ini adalah 87-94 KHz yang merupakan frekuensi ultrasonik, keluaran frekuensi tersebut menggunakan IC pembangkit sinyal Multivibrator astable IC 555. Percobaan yang dilakukan pada tikus sebatas skala laboratorium dan telah diuji cobakan pengaruh frekuensi keluaran dari alat sistem osilator Gelombang Ultrasonik ini terhadap tikus putih (Rattus Norvegicus), tikus tersebut berada dalam akuarium kaca. Hasilnya, Tikus putih tampak mengalami keadaan terganggu, binggung, responsif dengan sering melakukan garukan dengan menggunakan kaki terhadap kupingnya, sampai berusaha keluar dengan cara meloncat dinding dari akuarium. Hal ini mengindikasikan pengaruh dari gelombang ultrasonik pada frekuensi yang dihasilkan oleh alat dapat memekakkan telinga tikus, sehingga tikus menghindar ketempat yang lebih aman.
KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmatnya saya dapat menyelesaikan Laporan Penelitian ini, yang berjudul “Rancang Bangun Rangkaian Elektronik Penghasil Gelombang Ultrasound Untuk Mengendalikan Hama Tikus”. Saya juga mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu tersusunnya laporan ini. Laporan yang saya susun ini masih banyak kekurangannya dan hal-hal yang perlu disempurnakan, oleh sebab itu saya sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi kesempurnaannya laporan ini.
Batusangkar, 01 November 2014
Peneliti
BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah anah datar, Sumatar Barat merupakan daerah agraris dengan daerah pertanian yang
T
cukup luas. Kesuburan dan pertumbuhan tanah menjadi prioritas utama daerah ini. Untuk mendukung hal ini dibutuhkan pengolahan tanah dan tanaman serta pupuk dan pembasmi hama. Tanaman yang tumbuh subur dapat mati karena diserang hama. Hama terdapat banyak jenis dan jumlahnya. Membasmi hama dapat dilakukan dengan
cara kimia dan fisik. Cara kimia cukup mahal dan dapat berdampak negatif, terhadap manusia, sedangkan dengan cara fisik dapat dilakukan dengan cara membasmi serta mengendalikan (Pirnyadi, 2010). Semuanya membutuhkan biaya, tenaga, dan waktu. Hal ini menjadi kendala utama di pertanian. Tanaman padi umumnya rentan terhadap hama tikus sawah (Rattus argentiventer) merupakan hama utama tanaman padi dari golongan mamalia (binatang menyusui), yang mempunyai sifat-sifat yang sangat berbeda dibandingkan jenis hama utama padi lainnya (sudarmaji, 2007). Oleh karena itu dalam pengendalian hama tikus ini, diperlukan pendekatan yang berbeda dibandingan dengan cara penanganan hama padi dari kelompok serangga. Tikus sawah dapat menyebabkan kerusakan pada tanaman padi mulai dari saat pesemaian padi hingga padi siap panen, dan bahkan menyerang padi dalam gudang penyimpanan. Kerusakan akibat tikus sawah di negara-negara Asia mencapai 10-15% setiap tahun (Sudarmaji, 2007), dan di Indonesia luas serangan tikus sawah setiap tahun rata-rata mencapai lebih dari 100.000 ha (Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan, 2003). Kerusakan akibat hama tikus dapat jauh lebih besar lagi karena kerusakan pada periode pesemaian dan stadium padi vegetatif tidak termasuk kerugian yang dilaporkan. Distribusi keberadaan tikus sawah sangat luas, karena dapat beradaptasi dengan baik pada berbagai agroekosistem, baik lahan sawah irigasi, lahan sawah tadah hujan/lahan kering, maupun lahan sawah pasang surut. Namun demikan keberadaan tikus sawah lebih dominan sebagai hama utama padi di lahan sawah irigasi (sudarmaji, 2007). Tikus sawah tergolong binatang pemakan dari berbagai jenis tumbuhan dan hewan (omnivora), sehingga juga berperan sebagai hama pada tanaman hortikultura, perkebunan dan hama gudang. Tikus sawah juga diketahui sebagai faktor penyebab penyakit berbahaya pada manusia dan binatang ternak (Begon, 2003).
Pengendalian hama tikus perlu segera dilakukan karena dalam waktu tidak terlalu lama tanaman padi setelah diserang oleh hama tikus sawah tanaman menjadi rusak, sehingga terjadi apa yang dikuatirkan oleh para petani yaitu terjadi gagal panen. Hal ini perlu diantisipasi dengan menggunakan teknologi tepat guna. Teknologi gelombang Ultrasonik dapat membantu para petani dalam mengendalikan hama sawah, dikarenakan terdapat beberapa ke unggulan diantaranya : 1. Mampu mengusir hama tikus sawah secara dini (ketika padi mulai disemaikan) 2. Mampu mencegah populasi tikus sawah 3. Bersifat nondestruktif test (tes tidak merusak), karena tidak menimbulkan polusi 4. Dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama 5. Hemat tenaga dan biaya mudah dalam pengoperasiannya Rancangan alat ini baik digunakan untuk mencagah kerusakan tanaman paadi disawah oleh hama pengerat, yaitu hama tikus sawah sehingga dapat meningkatkan hasil produksi pertanian yang juga dapat memajukan perekonomian para petani.
Perumusan Masalah Dan Batasan Masalah Kota Batusangkar, kabupaten Tanah Datar, Sumatra Barat merupakan daerah agraris dengan lokasi pertanian yang luas, banyak lahan persawahan yang membutuhkan alat untuk mengendalikan penyerangan hama tikus sawah pada lahan persawahan petani. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk membantu para petani dalam mengatasi persoalan mereka yaitu dengan membuat rancangan rangkaian elektronik penghasil gelombang ultrasound untuk mengendalikan hama tikus. Adapun yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah peneliti akan menguji cobakan pada skala laboratorium saja, hal ini dibuat dengan tujuan dapat meminimalisir variabel kondisi real dari lapangan.
Sasaran Dan Tujuan Penelitian Sasaran dari penelitian ini adalah membuat rancangan alat pengendali hama tikus sawah dengan menggunakan prinsip gelombang ultrasoud . Adapun tujuan khusus yang hendak dicapai adalah
1. Membuat alat yang mampu mengusir hama tikus sawah menggunakan teknologi tepat guna berbasis gelombang ultrasonik 2. Bersifat nondestruktif test (tes tidak merusak), karena tidak menimbulkan polusi 3. Dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama 4. Hemat tenaga dan biaya mudah dalam pengoperasiannya Definisi Operasional Rangkaian Elektronik
merupakan kumpulan dari beberapa komponen-komponen
elektronika yang bersatu membentuk sebuah rangkaian yang mempunyai fungsi-fungsi tertentu. Gelombang ultrasonik adalah suatu getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telingga manusia, yaitu kira-kira diatas 20 KHz. Tikus sawah (Rattus Argentiventer) termasuk golongan binatang mengerat atau rodensia yang merupakan kelompok terbesar dari kelas binatang mamalia. Tikus sawah dapat dikenali dengan ciri-ciri morfologinya, yaituberat badan tikus dewasa antara 100-230 g, panjang kepala badan antara 70-208 mm, panjang tungkai belakang 32-39 mm dan panjang telinga 20-22 mm. ekor biasanya lebih pendek dari panjang kepala-badan.
Kajian Riset Sebelumnya 1. Aplikasi gelombang suara untuk mengusir Hama Wereng, Harris Pirngadi, dkk, Jurnal Hayati, edisi 2010. 2. Ekologi tikus sawah dan teknologi pengendaliannya, Sudarmaji dan Herawati, Lap. Penelitian, Balai besar Penelitian Tanaman Padi, Mentan 2007. 3. Rancangan Rangkaian Elektronik Pengusir Hama Tikus dan Serangga pada tanaman kelapa sawit, Febi Rahmita, dkk, PKMT, Universitas Bengkulu.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Elektronika Secara Umum Elektronika adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat. Pengendalian elektron ini terjadi dalam ruangan hampa atau ruang yang berisi gas bertekanan rendah seperti tabung gas dan bahan semikonduktor. Seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan rangkaian elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi. Cabang ilmu yang mempelajari tentang pengertian elektronika adalah cabang dari ilmu fisika, semantara untuk bentuk dan desain pembuatan sirkuit elektronik adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer dan ilmu atau teknik elektronika dan instrumensi. Alat alat yang banyak di gunakan dalam dasar kerja elektronika ini biasanya di sebut sebagai peralatan elektronik (electronic device). Contoh peralatan atau piranti dari electronic device adalah tabung sinar katoda (cathoda ray tube), radio, tv, perekam kaset, perekam kaset video ( VCR ), perekam vcd, perekam dvd, kamera video, kamera digital, komputer pribadi, komputer laptop, robot dan smart card. Elektronika yang berhubungan dalam bentuk gas akan mempelajari piranti elektronia seperti tabung gas jenis foto yang banyak di gunakan dalam industri film sebagai sound on film sensor. Sedangkan pengertian elektronika yang berhubungan dengan partikel bermuatan semikonduktor akan mempelajari ilmu seperti dioda, transistor dan IC. Dalam sebuah pengertian elektronika juga terdapat NTC (Negative Thermistor Coefisien) yang di gunakan untuk merubah nilai resistansi berbanding terbalik dengan perubahan suhu yang ada padatnya. Artinya pada saat suhu rendah maka resistansi akan tinggi, sebaliknya jika suhu naik maka tahanannya pun akan menurun. Ada juga PTC (Positive Thermistor Coefisien) yang nilai dari resistansinya berbanding lurus dengan suhunya. Pada saat suhunya rendah, maka resistansi akan mengecil, sedangkan pada saat suhu tinggi, maka nilai resistansi akan menjadi besar. Pengertian Elektronika LDR (Light Detect Resistor) yang memiliki nilai dari komponen ini berubah terpengaruh oleh cahaya yang mengenainya.
2.2 Gelombang Ultrasonik Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya beberapa hewan, seperti
lumba-lumba
menggunakannya
untuk
komunikasi,
sedangkan
kelelawar
menggunakan 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. Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap. Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. 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. Hewan-hewan tertentu, seperti anjing, kucing, dan lumba-lumba dapat mendengar gelombang ultrasonik. Kelelawar dapat menghasilkan dan mendengar frekuensi setinggi 100.000 Hz untuk mengetahui posisi makanan dan menghindari benda-benda saat terbang di kegelapan. Gelombang ultrasonik digunakan pada sonar di samping pada diagnosis kesehatan dan pengobatan. Gelombang ultrasonic adalah gelombang mekanik seperti suara, yang frekuensinya lebih besar dari pada 20 kHz. Gelombang ini mempunyai besaran fisis seperti pada suara yakni panjang gelombang, kecepatan rambat (v), waktu getar (T), amplitudo (A), frekuensi (f), fasa dan sebagainya. Formula yang berlaku bagi gelombang suara berlaku pula pada gelombang ultrasonic, yaitu :
Hukum seperti hamburan, difraksi, disfersi, disperse dan hukum gelombang ultrasonic. Tetapi dalam bahasan selanjutnya diutamakan perhitungan tentang jarak, panjang gelombang, pantulan dan pembiasan. Dalam perambatannya pada bahan yang sama, kecepatan dan frekuensi dianggap tetap. Dalam perambatannya dalam berbagai bahan, frekuensi gelombang selalu dianggap tetap, sedangkan kecepatan rambat bergantung pada jenis bahan dan mode gelombang. Frekuensi yang sering digunakan untuk uji tanpa rusak umumnya antara 250 kHz-15 MHz, sedangkan pada pemeriksaan las digunakan frekuensi 2 MHz-6MHz.
Multivibrator Astabil IC 555 merupakan rangkaian pembangkit gelombang yang sering dijumpai pada perangkat digital maupun perangkat analog. Pada perangkat digital rangkaian Multivibrator Astabil IC 555 berfungsi sebagai pembangkit pulsa clock. Sedangakan pada rangkaian analog Multivibrator Astabil IC 555 dapat digunakan sebagai pembangkit gelombang sebauh nada. Pada dasarnya “Multivibrator astabil” merupakan multivibrator yang mempunyai dua keadaan namun tidak stabil pada salah satu keadaannya selama sesaat dan kemudian berpindah ke keadaan yang lain, disini multivibrator astabil menetap untuk sesaat sebelum berpindah kembali ke keadaan semula. Perpindahan keadaan
pada output multivibrator
astabil yang berkesinambungan ini menghasilkan suatu gelombang segi empat dengan waktu naik yang sangat cepat. Karena tak dibutuhkan sinyal masukan untuk memperoleh suatu keluaran, maka multivibrator astabil ini kadang kadang disebut multivibrator bekerja bebas ( free running multivibrator ). Multivibrator yang akan kita buat pada artikel ini menggunakan IC 555 sebagai pembangkitnya. IC 555 merupakan IC timer yang didesain spesial untuk pembuatan bermacam jenis multivibrator, salah satunya multivibrator astabil ini. Dalam IC
555 terdapat 2 komparator tegangan dan rangkaian pembagi tegangan yang berfunsi sebagai pembuat referensi 1/3 vcc dan 2/3 vcc. Rangkaian Multivibrator Astabil IC 555
Gambar 2.1. skematik kerja IC 555
Jika kaki nomor 2 dan kaki nomor 6 saling dihubungkan, 555 akan dapat diaktifkan apabila C1 sudah netral kembali. Sekarang tegangan pada kondensator akan bertukar tukar antara 1/3 dan 2/3 Vcc. Pada Pin 5 IC timer 555 dipasang sebuah kapasitor yang berfungsi sebgai kompensator tegangan sebesar 10nF. Kapasitor 10 nF tersebut tidak berpengaruh terhadap frekuensi output Multivibrator Astabil ini. Penentu frekuensi output multivibrator ini adalah konfigurasi R1, R2 dan C1 dimana frekuensinya output multivibrator astabil dapat dirumuskan sebagai berikut. 𝐹=
1.44 (𝑅1 + 2𝑅2 )𝐶1
BAB 3 Metodologi Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan (terlampir), yang di laksanakan di Laboratorium Elektronika dan Intrumentasi, STAIN Batusangkar. Adapun alat dan bahan yang digunakan meliputi: Bahan : R1............... 1K R2............... 15K R3............... 15K C1............... 1nF C2............... 1uF/16V C3............... 10nF C4............... 220nF C5............... 1000uF/16V D1 - D4....... 1N 4001 IC ................. 555 Trafo ............ 6V/200mA Sp ................. speaker tweeter bentuk corong Alat: solder, pencabut timah solder, osiloskop, multimeter, catu daya, gunting, adaptor, timah, sakelar. Komponen-komponen rangkaian tersebut di rangkai pada papan rangkaian (PCB), seperti gambar berikut:
Gambar 3.1 Rancangan rangkaian pengendali hama tikus
Prosedur Penelitian Mengendalikan hama tikus dengan aplikasi gelombang suara ultrasonik seperti pada Gambar 3, membutuhkan sistem alat pembangkit gelombang, dan tikus. Sistem alat dapat membangkitkan sinyal listrik dengan frekuensi suara ultrasonik, transduser dapat menerima sinyal listrik dan menghasilkan gelombang suara sampai dengan ultrasonik. Hama tikus dengan jumlah 5-10 ekor diberikan tanaman padi yang diletakkan di ruangan tertutup kasa dan kaca berukuran tinggi 1 m, lebar 0,5 m, dan panjang 1 m.
Gambar 3.2. Bentuk rancangan terapannya
Dalam merealisasi sistem diatas perlu melakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Melakukan karakterisasi beberapa transduser 2. Menguji frekuensi usir hama tikus 3. Mengkalibrasi frekuensi di Laboratorium 4. Desain sistem alat pengusir hama tikus 5. Realisasi sistem alat pengusir tikus
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Sistem Osilator Gellombang Ultrasonik Pembuatan osilator gelombang ultrasonik dimulai dari proses perancangan perakitan komponen elektronika seperti resistor, kapasitor, Travo, dan IC 555 sebagai pembangkit sinyalnya. Pembangkit sinyal dilakukan oleh Multivibrator Astabil IC 555, IC tersebut merupakan rangkaian pembangkit gelombang yang sering dijumpai pada perangkat digital maupun perangkat analog. Pada perangkat digital rangkaian Multivibrator Astabil IC 555 berfungsi sebagai pembangkit pulsa clock. Sedangakan pada rangkaian analog Multivibrator Astabil IC 555 dapat digunakan sebagai pembangkit gelombang sebauh nada. Pada dasarnya “Multivibrator astabil” merupakan multivibrator yang mempunyai dua keadaan namun tidak stabil pada salah satu keadaannya selama sesaat dan kemudian berpindah ke keadaan yang lain, disini multivibrator astabil menetap untuk sesaat sebelum berpindah kembali ke keadaan semula. Perpindahan keadaan pada output multivibrator astabil yang berkesinambungan ini menghasilkan suatu gelombang segi empat dengan waktu naik yang sangat cepat. Karena tak dibutuhkan sinyal masukan untuk memperoleh suatu keluaran, maka multivibrator astabil ini kadang kadang disebut
multivibrator bekerja bebas ( free running multivibrator ).
Multivibrator yang akan dibuat pada penelitian ini menggunakan IC 555 sebagai pembangkitnya. IC 555 merupakan IC timer yang didesain spesial untuk pembuatan bermacam jenis multivibrator, salah satunya multivibrator astabil ini. Dalam IC 555 terdapat 2 komparator tegangan dan rangkaian pembagi tegangan yang berfunsi sebagai pembuat referensi 1/3 vcc dan 2/3 vcc. Berikut ini adalah skematik rangkaian dan hasil dari rangkaian pengusir tikus dengan output gelombang ultrasonik sebesar 54-59 KHz yang telah dibuat.
Gambar 4.1. Skematik rangkaian dan hasil perakitan komponen elektronika
Inti dari rangkaian ini adalah IC 555 yang berfungsi sebagai timer dan dikombinasikan dengan dua resistor dan kapasitor yang akan menghasilkan frekuensi 54-59 KHz. Secara sederhana, prinsip kerja dari rangkaian pengusir tikus adalah sebuah oscilator yang mengeluarkan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik yang dihasilkannya tidak akan terdengar di telinga manusia, tetapi akan sangat mengganggu dan menyebabkan ketidaknyamanan pada tikus. Base frekuensi lalu dimodulir dengan sinyal 50-60 Hz yang didapat dari frekuensi tegangan jala-jala PLN melalui kapasitor C4 (untuk menghindari tikus menjadi kebal terhadap alat ini) sehingga akan dihasilkan ayunan frekuensi secara periodik. Berikut daftar komponen elektronika yang terdapat pada rangkaian:
R1............... 1K
R2............... 15K
R3............... 15K
C1............... 1nF
C2............... 1uF/16V
C3............... 10nF
C4............... 220nF
C5............... 1000uF/16V
D1 - D4....... 1N 4001
IC ................. 555
Trafo ............ 6V/200mA
Sp ................. speaker tweeter bentuk corong
Pemancar gelombang ultrasonik berupa sinyal frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh rangkaian diubah kedalam bentuk gelombang suara dengan bantuan loudspeaker. Sebagai catatan bahwa gelombang suara yang mempunyai jangkauan frekuensi di atas 20 KHz disebut dengan gelombang ultrasonik. 4.2 Pengujian Sistem Osilator Gelombang Ultrasonik Untuk mendapatkan alat yang mengeluarkan frekuensi yang benar-benar mengeluarkan suara yang dapat mengusir hama tikus sawah maka dilakukan pengujian alat tersebut di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi dengan menggunakan alat multimeter dan osiloskop, maka didapatkan data output dari Sistem Osilator Gelombang Ultrasonik sebelum diberikan Speaker mini, sebagai berikut : Tabel. 4.1 Hasil data frekuensi output rangkaian tanpa speaker
Pengulangan
Multimeter
Osiloskop Atten
Data
Sanwa CD 770
AT7328
1
40.67 KHz
50 KHz
2
40.46 KHz
40 KHz
3
40.48 KHz
42 KHz
4
40.52 KHz
42 KHz
5
40.47 KHz
42 KHz
Dari data tersebut diatas terlihat bahwa rangkaian tersebut masih terbebani oleh dua buah komponen transistor C1 dan C2, sehingga mengakibatkan nilai frekuensi yang terdata sedikit kecil dibandingkan dengan frekuensi yang seharusnya bila menggunakan speaker. Pada saat rangkaian sistem yang telah dibuat ditambahkan speaker sebagai pengubah sinyal listrik yang dihasilkan menjadi gelombang suara ultrasonik, maka nilai frekuensi outputnya menjadi, Tabel 4.2. Hasil data frekuensi yang dihasilkan dengan speaker
Pengulangan
Multimeter
Data
Sanwa CD 770
1
88.0 KHz
2
89.7 KHz
3
89.2 KHz
4
89.4 KHz
5
88.8 KHz
Dari data tabel diatas menunjukkan nilai frekuensinya naik setelah diberi speaker sebagai pengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara, hal ini sebabkan nilai impedansinya menjadi naik akibat penambahan beban pengubah sinyal tersebut oleh speaker mini. 4.3 Pengujian Alat Terhadap Tikus Putih (Rattus Norvegicus) Pengujian alat osilator gelombang ultrasonik telah dilakukan menggunakan multimeter dan osiloskop, frekuensi yang dihasilkan berkisar antara 88.0-89.7 KHz. Pada rentan frekuensi tersebut menurut (tito, 2011) merupakan jenis frekuensi jangkrik, yaitu pada rentang 1.5-200 KHz, tikus pada rentan frekuensi tersebut akan merasa terganggu sekali (idem). Peneliti melakukan percobaan terhadap tikus putih (Rattus Norvegicus) yang dimasukan kedalam sebuah akuarium kemudian speaker mini dimasukan, alat osilator gelombang ultrasonik tidak langsung dinyalakan agar tikus yang terdapat didalam akuarium bisa beradaptasi dengan kondisi speaker yang ada dalam lingkungannya, seperti pada gambar,
Gambar 4.2. Keadaan tikus pada saat akan dilakukan percobaan
Setelah beberapa lama kemudian alat osilator gelombang ultrasonik dinyalakan, untuk beberapa saat sehingga didapatkan data sebagai berikut Tabel.4.3. Data Hasil Pengamatan Pemberian Gelombang Ultrasonik terhadap tikus putih
Menit Frekuensi
Prilaku Tikus Putih (Rattus Norvegicus)
ke
(KHz)
1
94.8
Terganggu, bingung
2
91.9
Bingung, banyak gerak
3
89.4
Responsif, mengaruk kuping
4
88.0
Responsif, berusaha loncat keluar akuarium
5
87.9
Responsif, protektif
Terganggunya aktivitas tikus putih (Rattus Norvegicus) akibat pemaparan gelombang ultrasonik frekuensi 87.9-94.8 KHz disebabkan paparan gelombang tersebut sangat mempengaruhi struktur jaringan organ tikus sawah dibandingkan dengan jarak
sumber
pemaparan gelombang ultrasonik lainnya. Hal ini karena semakin dekat jarak sumber gelombang ultarsonik maka intensitas dan energi gelombang ultrasonik semakin besar. Berdasarkan teori bahwa gelombang ultrasonik yang keluar dari speaker merambat keluar ke semua arah. Gelombang ultrasonik yang merambat keluar, memilki energi yang tersebar ke permukaan. Pernyebaran energi tersebut semakin lama semakin luas karena merambat dalam arah tiga dimensi, maka luas permukaan penyebaran gelombang ultrasonik merupakan luasan permukaan bola yaitu 4πr2 ( r adalah radius bola).
4.4 Pengujian Tikus Sawah (Rattus Argentiventer) Untuk penelitian yang dilakukan pada hama tikus sawah (Rattus Argentiventer) saat ini belum dapat dilakukan pengujianbya secara langsung, karenakan peneliti belum mendapatkan tikus sawah pada areal persawahan di sekitar kota Batusangkar. Namun secara teori frekuensi pendengaran hama tikus sawah (Rattus Argentiventer) yaitu pada rentang suara jangkrik yaitu 1.5-200 KHz (Tito, 2011). Dengan demikian rangkaian yang telah dibuat dapat menghasilkan tingkat frekuensi dalam rentangan tersebut, namun belum dapat diketahui secara pasti mengenai tingkat frekuensi yang dapat digunakan untuk mengusik tikus sawah di sekitar kota Batusangkar. Percobaan yang dilakukan baru sebatas pada tikus Putih (Rattus Norvegicus).
KESIMPULAN 1. Telah dibuat sebuah rancangan sistem Osilator Gelombang Ultrasonik yang bisa diterapkan sebagai alat penganggu dan pengusir hama tikus. 2. Frekuensi Gelombang Ultrasonik yang dihasilkan dari alat sistem Osilator Gelombang Ultrasonik berkisar antara 87.9 KHz sampai 94.8 KHz. 3. Efek yang ditimbulkan oleh alat Sistem Osilator Gelombang Ultrasonik terhadap tikus putih dapat menganggu aktivitas dari tikus putih, sehingga tikus putih bersifat responsif dan protektif terhadap sumber suara. SARAN 1. Hendaknya dilakukan juga dengan tikus sawah sekitar kota batusangkar agar diperoleh daya guna untuk masyarakat pertanian di kota Batusangkar. 2. Hendaknya frekuensi yang dihasilakan bisa divariasikan nilainya agar bisa diketahui secara pasti pada frekuensi berapa saja hama tikus bisa terganggu aktivitasnya. 3. Hendaknya digunakan casing (pelindung) alat untuk melindungi dari kondisi sekitar.
DARTAR PUSTAKA Ando, Bruno, salvatore B., Senoir Member, IEEE, Adi R. Bulsara, Vincenzo Sacco, 2005: Residence Times Defference Fluxgate magnetometers, IEEE Sensor Journal. 5. pp. 895-904. Aplikasi gelombang suara untuk mengusir Hama Wereng, Harris Pirngadi, dkk, Jurnal Hayati, edisi 2010. Ekologi tikus sawah dan teknologi pengendaliannya, Sudarmaji dan Herawati, Lap. Penelitian, Balai besar Penelitian Tanaman Padi, Mentan 2007. Rancangan Rangkaian Elektronik Pengusir Hama Tikus dan Serangga pada tanaman kelapa sawit, Febi Rahmita, dkk, PKMT, Universitas Bengkulu. Baschirotto, A. E. Dallago, P. Malcovati, M. Marchesi, G. Venchi, 2006: Development and Comparative Analysis of Fluxgate Magnetic Sensor Structure in PCB Tecnology, IEEE Transaction on Mangetics, 42 No. 6 pp. 1670-1680. Boas, M.L, 1984 : Mathematical Methods n The Physical Sciences, Second Edition, Jhon Wiley& Sons New York. Chi, Tao, Ming C., Qian G., 2008: Implementation and study of a Greenhouse Enviroment Surveillance System based on Wireless Sensor Network, International Conference on Embedded Software and Systems Symposia (ICESS2008) Carr, C., P. Brown, T.L. Zhang, O. Aydogar, W. Magnes, U.Auster, A. Balogh, T. Beek, H. Eicherberger, K.H. Fornacon, E. Georgerscu, J. Gloag, H., Liao, M. Ludlam, R. Nakamura, H. O’Brien, T. Oddy, I. Richter, 2006: The Star Magnetic Field Investigation: Overview of Instrument Performance and Initial Result, J. Advances in Spce Research, 38, pp. 1828-1833. Tito, Sama. I, Yanuwiadi, Bagyo., Sulistya, Chomsin., 2011, Pengaruh Gelombang Ultrasonik Jangkrik Terhadap Pola Perilaku makan Pasif dan Gerak Pasif Tikus Sawah., J. PAL, Vol.1, No.2, Hal. 72-139. http://www.karim.web.id/2012/02/prinsip-dasar-ultrasonic.html http://rangkaianelektronika.info/pengertian-elektronika/
LAMPIRAN 1 Rencana Tahap Panelitian NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
KEGIATAN Mengumpulkan Alat dan Bahan Karakterisasi Tranduser Menguji Frekuensi Tikus Setting Rangkaian Arduino Mengkalibrasi Frekuensi Desain Sistem Alat Realisasi Sistem Alat Pengambilan Data dan Analisis Output data Laporan
BULAN I
II
III
IV
LAMPIRAN 2 Rencana Anggaran Penelitian A. Anggaran gaji Peneliti No Pelaksana Kegiatan 1 Peneliti
Jumlah Orang 1
Honor/jam Jam/bln 75,000.00 10
B. Anggaran Belanja barang No Peralatan/Bahan Spesifikasi 1 Regulator IC 7815.7915.7805 2 IC konverter serial ke paralel CD4094 3 Arduino Uno Uno R3 4 Litium ion Ploymer Battery Pack 3A 5 Spacer Bahan kuningan
Satuan Buah Buah Buah Buah Buah
No Bahan Habis Pakai 1 Adaptor 2 Potensio 3 Dioda 4 Transistor 5 Timah Solder 6 Paku 7 Resistor 8 PCB 9 Speaker
GW none none Spark goot none none none none
Buah buah Buah Buah Gulungan kg buah lembar buah
No Sewa Alat 1 Osiloskop 2 Multimeter 3 Soldier 4 Frekuensi Generator 5 Vakum Soldier 6 Catu daya 9 Kabel-Kabel
Bk Precision Sanwa Goot Pudak None Atten none
Buah Buah Buah Buah Buah Buah meter
none Sinar Dunia HP Epson
rim buah buah
No ATK 1 Jilid 2 kertas A4 3 Laptop 4 Printer 5 Box/map file 6 tinta printer 7 Fotocopy
Anggaran perjalanan No Tujuan volume 1 Trans. Bts-Padang PP Anggaran Seminar Nasional Tujuan 1 Unand atau UNP
Volume 4 10 2 2 20
halaman
3
1
bln/thn 3
Jumlah Biaya (Rp) Rp 2,250,000 Rp 2,250,000
Biaya satuan (Rp) Jumlah biaya (Rp) 60,000 Rp 240,000 15000 Rp 150,000 600,000 Rp 1,200,000 150,000 Rp 300,000 2,500 Rp 50,000 Rp 1,940,000
3 3 15 10 2 1 20 2 4
50,000 25,000 5,000 8,000 30,000 10000 2500 50000 12000
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
150,000 75,000 75,000 80,000 60,000 10,000 50,000 100,000 48,000 648,000
1 2 1 1 1 2 5
200000 75000 20000 100000 15000 50000 20000
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
200,000 150,000 20,000 100,000 15,000 100,000 100,000 685,000
10 3 1 1 3 4 1000
5000 40000 200000 100000 40000 40000 120
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
50,000 120,000 200,000 100,000 120,000 160,000 120,000 870,000
Rp
7,493,000
Biaya satuan (Rp) Jumlah biaya (Rp) 200000 600000
500000
500000 Jumlah Biaya Total
LAMPIRAN 3 Kegiatan Perakitan Komponen Elektronika Menjadi Osilator Gelombang Ultrasonik
LAMPIRAN 4 Kegiatan Pengambilan Data Output Awal Frekuensi Menggunakan Alat Ukur Multimeter Dan Osiloskop
LAMPIRAN 5 Proses Kegiatan Pengambilan Data Pengamatan Pemberian Frekuensi Ultrasonik Terhadap Tikus Putih
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama
: Frans Rizal Agustiyanto, M.Si
NIP
: 19790802 201101 1 009
Judul Penelitian
: Rancang Bangun Rangkaian Elektronik Penghasil Gelombang Ultrasound Untuk Mengendalikan Hama Tikus
Dengan sesungguhnya menyatakan bahwa penelitian dengan judul sebagaimana tersebut di atas adalah asli/otentik dan bersifat orisinil hasil karya saya sendiri (bukan skripsi/tesis dan disertasi serta tidak plagiasi atau terjemahan). Saya bersedia menerima sangsi hukum jika suatu saat terbukti bahwa penelitian ini hasil plagiasi atau terjemahan. Demikian pernyataan ini saya buat, untuk diketahui oleh pihak-pihak yang membutuhkan.
Batusangkar, 01 Nopember 2014
Mengetahui, Ketua Jurusan,
Yang membuat pernyataan,
Dr. Sirajul Munir, M.Pd.
Frans Rizal Agustiyanto, M.Si
NIP. 19740727 199903 1 003
NIP. 19790802 201101 1 009
