Seminar et al (2006) mengajukan konsep supervisori untuk rumah tanaman. Supervisori kontrol yang dibangun menyediakan berbagai pilihan mode kontrol parameter. Sistem yang dibangun dilengkapi dengan pengendalian optimal untuk berbagai jenis tanaman, jenis perangkat yang dikendalikan meliputi unit pemanas, sistem irigasi otomatis, dan dilengkapi dengan sistem pemantau kondisi iklim mikro di dalam rumah tanaman. Arsitektur sistem supervisori yang dibangun terdiri dari modul input, control knowledge, climate knowledge, I/O knowledge, crop knowledge dan
supervisory control engine. Pada tahap operasional supervisory control engine
akan menghubungkan preferensi pengguna yang dituangkan dalam modul input dan knowledgebase untuk menghasilkan kontrol pada perangkat- perangkat yang tersedia selama proses budidaya dalam rumah kaca.
Alimudin (2012) melakukan penelitian penggunaan sistem supervisori lingkungan pada model closed house untuk ayam boiler. Pada penelitian ini sistem supervisori digunakan untuk mengatur, mengkoordinasikan, dan
44 mengintegrasikan unit-unit kendali yang bekerja pada sistem. Sistem supervisori yang dibangun mengadopsi sistem supervisori kendali untuk rumah tanaman.
45
3. METODE
Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan menggunakan metode pendekatan sistem. Pendekatan sistem merupakan suatu metodologi pemecahan masalah yang diawali dengan identifikasi serangkaian kebutuhan dan menghasilkan sistem operasi yang efektif. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pendekatan sistem meliputi analisa kebutuhan, formulasi permasalahan, identifikasi sistem, dan pemodelan. Pendekatan sistem dicirikan oleh adanya suatu metodologi perencanaan atau pengelolaan, bersifat multidisiplin terorganisir, adanya penggunaan model matematis, berpikir secara kualitatif, optimasi serta dapat diaplikasikan dengan komputer. Pendekatan sistem menggunakan model suatu abstraksi keadaan nyata ataupun penyederhanaan sistem nyata untuk pengkajian suatu masalah. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah :
a. Rancang bangun perangkat lunak untuk membedakan jenis tanaman dengan analisis dimensi fraktal, perangkat lunak penentu kepadatan serangan gulma.
b. Rancang bangun alat penyemprot berbasis sensor
c. Rancang bangun model pengendalian gulma dengan sensor kamera digital berbasis sistem multi agen.
d. Analisa peningkatan kecepatan kerja sistem multi agen dengan komputasi paralel.
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di beberapa tempat sesuai dengan kebutuhan dan ketersediaan peralatan.
- Pengembangan sistem aplikasi dan uji coba model dilakukan di Bagian Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem , Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
- Perancangan perangkat keras, uji coba aplikator berbasis sensor dan pengamatan tanaman dilakukan di Laboratorim Lapangan Prof. Siswadi Departemen Teknik Mesin dan Biosistem IPB.
46 - Pengamatan dan uji coba boom sprayer dilakukan di perkebunan PT Nanco
Sejahtera, Sorong Papua.
- Pengamatan aplikasi berbasis peta dan penyemprotan presisi pada skala luas dilakukan di perkebunan Fazenda Sao Rafael, Fazenda Santa Branca dan
Fazenda Cementes Mutuca di Negara Bagian Parana, Brasil.
- Pengamatan tanaman dan gulma untuk penelitian awal dilakukan pada bulan Juli sampai Oktober 2010 di laboratorim lapangan Prof. Siswadi Departemen Teknik Mesin dan Biosistem , Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
- Rancang bangun sistem pendeteksi tanaman dilakukan pada bulan Agustus sampai Desember 2010 di laboratorium Sistem dan Manajemen Mekanisasi Pertanian, Bagian Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
- Rancang bangun sistem pendeteksi serangan gulma dilakukan pada bulan Agustus sampai Desember 2010 di laboratorium Sistem dan Manajemen Mekanisasi Pertanian, Bagian Teknik Bioinformatika, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
- Rancang bangun aplikator cairan berbasis PWM (Pulse Width Modulator) dilakukan pada bulan Maret sampai Juni 2011.
- Rancang bangun multi agen dan sistem komputasi paralel dilakukan pada bulan September sampai Desember 2012.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah tanaman gulma pada lahan terbuka dan gulma yang tumbuh pada tanaman pokok kacang tanah, jagung dan kedelai. Tanaman kacang tanah dan jagung diamati secara terus menerus mulai dari minggu ke-1 sampai minggu ke-5 setelah tanam.
Peralatan yang digunakan adalah berupa aplikator cairan elektrik, kamera digital, aktuator berbasis buka-tutup kran, aktuator PWM untuk rancang bangun dan uji coba VRA berbasis sensor. Pada pengamatan aplikasi penyemprotan di perkebunan besar peralatan yang dipergunakan adalah boom sprayer dengan lebar kerja 12 meter dan 24 meter dengan berbagai tingkat teknologi, mulai dari boom
47
sprayer dengan teknologi paling sederhana yang bekerja dengan tenaga pompa dari PTO (Power Take Off) dengan RPM dan satu buah regulator pompa, sampai dengan boom sprayer berteknologi tinggi dengan tenaga penggerak pompa elektrik yang dilengkapi regulator ganda dilengkapi dengan sprayer control,
console, GPS, autosteering, dan air assist dan. Peralatan pendukung yang dipergunakan berupa seperangkat komputer jinjing, perangkat lunak pengolah citra, bahasa pemrograman Assembler, C-Sharp dan Visual Basic.
Prosedur Penelitian
Penelitian ini menitikberatkan aplikasi sistem multi agen yang terintegrasi dengan sistem supervisori pada pertanian presisi berbasis sensor. Studi kasus dilakukan pada penanganan gulma pada suatu lahan untuk memperoleh hasil pertanian yang maksimal, penggunaan input yang minimal, dan mengurangi dampak negatif bagi lingkungan. Pemilihan metode real-time VRA sebagai studi khusus dilatarbelakangi oleh pertimbangan bahwa pertumbuhan gulma di lahan pertanian memerlukan pengendalian yang tepat sesuai dengan kondisi serangan yang terjadi secara real-time, dan pertimbangan bahwa masih terbuka peluang penelitian di bidang ini baik dari segi pendeteksian serangan gulma maupun rancang bangun peralatan aplikator cairan yang digunakan. Berdasarkan formulasi permasalahan yang akan dikaji maka prosedur penelitian dibagi menjadi beberapa sub-penelitian yang menunjang tujuan yang akan dicapai, antara lain : - Pengembangan metode untuk mengidentifikasi jenis tanaman. Penelitian
tentang metode untuk mengidentifikasi jenis tanaman dibahas pada Bab 5. - Pengembangan metode untuk menentukan tingkat kepadatan serangan gulma,
yang dibahas pada Bab 6.
- Rancang bangun bangun sistem penyemprot dibahas pada Bab 7.
- Penelitian tentang sistem multi agen dan komputasi paralel dibahas pada Bab 8. - Pengembangan sistem supervisori yang mampu memandu kegiatan off-farm
dan on-farm pengendalian gulma dibahas pada Bab 4.
Bentuk keterkaitan antar penelitian adalah sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 11.
48 Gambar 11. Diagram keterkaitan antar penelitian
Identifikasi Sistem
Identifikasi sistem bertujuan untuk memberikan gambaran terhadap sistem yang dikaji dalam bentuk diagram. Diagram yang digunakan adalah
Pengembangan Metode Identifikasi Jenis Tanaman
Pengembangan Metode Penentuan Kepadatan
Serangan Gulma
Rancang Bangun Sistem Penyemprot Berbasis Sensor
Sistem Multi Agen dan Komputasi Paralel Rancang Bangun Sistem
Supervisori
Sistem Konsultasi (Off Farm)
Sistem Kontrol (On Farm)
Penentuan Kebutuhan Alat dan Bahan untuk Pengendalian Gulma
Perlakuan Seragam
Perlakuan Presisi
49 diagram lingkar sebab akibat (causal loop diagram, Gambar 12) dan diagram masukan-keluaran (input-outputdiagram, Gambar 13).
Batas Sistem
Gambar 12. Diagram lingkar sebab-akibat pendekatan precision farming dalam pengendalian Gulma. DOSIS Herbisida Efisiensi pemberian herbisida Biaya Pengendalian Keuntungan (profit) Kualitas Hasil Produksi + + _ _ Kepadatan Gulma
Residu dalam tanah
+ _ + _ + Serangan Gulma _ _ Harga Herbisida +
50
Gambar 13. Diagram masukan-keluaran pendekatan precision farming dalam pemberantasan Gulma.
MASUKAN