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: 100402093
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
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 25-30 kHz.
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, Universitas Sumatera Utara.
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
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,
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
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ... 4
1.5 Metode Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II DASAR TEORI ... 7
2.1 Umum ... 7
2.2 Gelombang Bunyi ... 8
2.2.1 Frekuensi dan Amplitudo ... 8
2.2.2 Gelombang Ultrasonik ... 9
2.3 Lalat Buah ... 12
2.4 Arduino ... 13
2.4.1 Arduino Uno ... 13
2.4.2 Pemrograman Arduino ... 16
2.5 LCD 2x16 ... 20
2.6 Transistor Bipolar ... 21
2.6.1 Prinsip Kerja ... 22
2.6.2 Transistor 2SC1162 ... 23
2.7 Transduser ... 25
2.7.1 Piezoelektrik ... 25
2.7.2 Prinsip kerja piezzoelektrik ... 25
2.7.3 Speaker piezzoelektrik ... 27
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 28
3.1 Gambaran umum alat ... 28
3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 29
3.2.1 Penampil Frekuensi ... 29
3.2.2 Rangkaian Pengendali Frekuensi ... 29
3.2.3 Rangkaian penguat ... 30
3.2.4 Rangkaian LED Indikator ... 35
3.3.1 Inisialisasi program ... 39
3.3.2 Fungsi setup ... 39
3.3.3 Fungsi debounce ... 40
3.3.4 Fungsi loop ... 43
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 44
4.1 Metode Pengujian ... 44
4.2 Pengujian Rangkaian Catu Daya ... 44
4.3 Pengujian LCD 2x16 ... 45
4.4 Pengujian Frekuensi Ultrasonik yang Dibangkitkan ... 45
4.5 Pengujian Rangkaian Penguat ... 48
4.6 Pengaruh gelombang ultrasonik terhadap hama lalat buah ... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
5.1 Kesimpulan ... 53
5.2 Saran ... 53
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gelombang transversal ... 9
Gambar 2.2Arduino Uno ... 14
Gambar 2.3 LCD 2x16 ... 20
Gambar 2.4 Simbol transistor. ... 22
Gambar 2.5 Transistor 2SC1162 ... 24
Gambar 2.6 Prinsip kerja piezoelektrik ... 26
Gambar 2.7 Speaker KEMO L010 ... 27
Gambar 3.1 Diagram blok rancangan alat... 28
Gambar 3.2 Rancangan Prototipe ... 28
Gambar 3.3 Rangkaian skematik penampil frekuensi ... 29
Gambar 3.4 Rangkaian skematik tombol pengendali frekuensi... 30
Gambar 3.5 Rangkaian skematik penguat ... 31
Gambar 3.6 Rangkaian LED indikator... 36
Gambar 3.7 Rangkaian Catu Daya ... 37
Gambar 3.8 Diagram alir perangkat lunak ... 38
Gambar 3.9 Diagram alir fungsi pembacaan tombol ... 40
Gambar 3.10 Lanjutan diagram alir fungsi pembacaan tombol ... 41
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian catu daya ... 44
Gambar 4.2 Hasil pengujian LCD ... 45
Gambar 4.3 Grafik selisih frekuensi dalam setiap frekuensi pengujian... 47
Gambar 4.4 Grafik tingkat akurasi alat dalam setiap frekuensi pengujian ... 47
Gambar 4.5 Hasil pengujian frekuensi menggunakan Osiloskop ... 48
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. Kode Program Lengkap LAMPIRAN 2. Datasheet
