MOH. ANSORI : Cahaya Pembasmi Serangga
Perancangan Piranti Perangkap Serangga (Hama)
Abstrak:
Tulisan ini memaparkan tentang piranti pengendali hama dengan memanfaatkan intensitas cahaya. Intensitas cahaya dapat berpengaruh terhadap perilaku serangga (hama), sehingga intensitas cahaya dapat dimanfaatkan guna menangkap serangga (hama) yang mana penangkapan serangga (hama) tersebut dapat dimanfaatkan dalam bidang pertanian (pengendalian hama serangga) serta dapat digunakan sebagai bahan pakan ternak.
Cahaya memiliki daya tarik dan mampu mempengaruhi perilaku serangga (hama), dengan intensitas tertentu akan diperoleh efesiensi sumber energi (catu daya), serta daya pikat untuk mengumpulkan serangga (hama). Kemampuan ini dapat dijadikan sebagai alat pengendalian populasi serangga yang tidak menguntungkan (hama) dengan pendekatan ramah lingkungan, disamping juga serangga yang diperoleh dapat dijadikan sumber pakan ternak yang berkualitas.
Piranti yang efektif dan efesien dapat dirancang agar cahaya dapat dipergunakan secara praktis di lahan-lahan pertanian, dengan memperhatikan jangka waktu penggunaan dan sumber listrik yang diperlukan.
1. PENDAHULUAN
1.1 Serangga dan Reaksinya Terhadap Cahaya
Serangga adalah mahluk hidup dengan spesies terbanyak didunia. Total spesies serangga sebesar 4-8 juta sangat dominan dibanding total spesies seluruh mahluk hidup sebanyak 12.5 juta. Jumlah mahluk hidup yang teridentifikasi sebesar 1.5 juta, jumlah serangga yang teridentifikasi sebesar 950 ribu.
Menurut pakar perlindungan tanaman, Purnama Hidayat [4], paling tidak ada lima alasan yang dapat mendukung pernyataan tersebut. Pertama: serangga merupakan kelompok terbesar dalam dunia hewan, kurang lebih 2/3 spesies hewan yang telah teridentifikasi adalah serangga. Kedua: serangga memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap kondisi lingkungannya. Ketiga: serangga memiliki jenis makanan yang beragam. Keempat : serangga dapat berkembang biak dengan cepat. Kelima : serangga dapat menjadi resisten terhadap insektisida.
Salah satu sifat serangga adalah memiliki ketertarikan terhadap cahaya, dalam praktek secara tradisional hal ini telah lama diaplikasikan misalnya menggunakan lampu petromak untuk menangkap laron (serangga), menangkap lalat buah dengan warna kuning, menangkap lalat dengan warna-warni yang mencolok dan menangkap nyamuk mengunakan cahaya ultraviolet.
2. DASAR TEORI
2.1 Mengukur Intensitas Cahaya
Salah satu cara untuk mengamati energi cahaya dapat dilakukan dengan mengukur pengaruh besaran dan distribusi partikel dalam Flow cytometers.
Flow cytometers pada dasarnya adalah mikroskop yang dilengkapi dengan komponen yang berfungsi untuk melalukan individu cell secara sekuensial melalui berkas cahaya (laser) yang akan dianalisis.
Komponennya antara lain:
1. Sumber cahaya, dan komponen pemfokus cahaya.
2. Fluidics, untuk mengarahkan cells melalui cahaya.
3. Detektor Elektronika, untuk mendeteksi cahaya dan mengubahnya ke bentuk sinyal digital.
4. Suatu komputer untuk penyimpanan signals yang akan dianalisis.
2.2 Sumber Cahaya
Sumber cahaya pada suatu flowcytometeradalah laser. Alasan penggunaan laser, karena kemampuannya untuk difokuskan menjadi berkas cahaya elliptis. Ini terkait dengan komponen-komponen fluidics terkait. Laser memancarkan cahaya koheren, dan merupakan berkas sangat paralel. Hal ini memungkinkan dasar pengukuran yang berbasis pada gangguan berkas (beam disturbance) dapat dilakukan (forward scatter, side scatter).
Cahaya adalah suatu bentuk energi yang terdiri dari sejumlah partikel yang disebut photons, tetapi memiliki sifat-sifat gelombang. Panjang gelombang cahaya/photon sebanding dengan energi yang dimilikinya. Bertambah panjang gelombangnya akan bertambah kurang energinya.
2.3 Fluidics
Fluidics adalah bagian yang paling sensitif pada setiap flowcytometer. Jika terjadi kesalahan, semuanya akan salah, dan fatal.
Masalahnya termasuk:
a. Clogs (celah pada aliran larutan sangat kecil).
b. Gelembung udara (akan menggangu aliran dan yang akan diinterpretasikan sebagai cell).
c. Leaks (Kurangnya tekanan didalam sistem akan menggangu aliran cellular dan mempengaruhi hasil).
d. Errors yang paling umum mempengaruhi fluidics adalah:
1) Clumps of cells. Hal ini akan “clog” mesin dan berakibat kesulitan utama dan “headaches” . Kejadian ini dapat diatasi dengan pre-filtrasi populasi cell tidak lebih besar dari 50 um filter.
2) Konsentrasi cell yang tidak sesuai. Semua larutan memiliki proporsi partikel debu yang rendah. Jangan percaya suatu flowrate yang lebih rendah dari 15 cells/sec. Tetapi, flowrates lebih besar dari sekitar 4000 cells/sec meningkatkan risiko pada pengukuran multiple cells secara simultan.
3) Konsentrasi Optimal adalah sekitar 1x106s/d 1x107cells/ml
2.4 Detektor Sinyal
Deteksi sinyal dilaksanakan dengan menggunakan kombinasi photomultiplier (cathode-ray) dan rangkaian elektronika. Sinyal yang dibangkitkan oleh setiap individu cell pada dasarnya merupakan oscilloscope trace. Dengan melakukan integrasi sinyal ini, akan dihasilkan suatu nilai numerik bagi fluorescensi maupun nilai side scatter.
3. RANCANGAN ALAT PENANGKAP SERANGGA HAMA
Secara umum gambaran cara kerja piranti perangkap serangga hama ini adalah sebagai berikut :
Dengan menyalakan lampu utama (lampu 4 pada gambar ) dalam beberapa waktu untuk mengumpulkan semua serangga. Setelah lampu utama (lampu 4) padam, lampu perangkap serangga kecil (lampu 3) dinyalakan, sehingga serangga menuju perangkap serangga kecil yang di atasnya telah dipasang filter sehingga hanya serangga ukuran kecil saja yang dapat masuk dan terperangkap.
Setelah lampu perangkap serangga kecil (lampu 3) padam, kemudian lampu perangkap serangga sedang (lampu 2) dinyalakan sehingga sisa serangga yang tidak masuk perangkap pertama menuju perangkap ke dua (perangkap serangga sedang). Filter dipasang agar serangga besar tidak terperangkap pada perangkap ke dua.
Setelah lampu perangkap sedang (lampu 2) padam, kemudian lampu perangkap serangga besar (lampu 1) menyala sehingga serangga besar menuju perangkap serangga ke tiga. Filter dipasang agar serangga tertentu dalam ukuran sangat besar—yang biasanya menjadi prodator menguntungan—tidak ikut terperangkap.
4. TEMUAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Uji Laboratorium
Kondisi pertama dimana diperoleh 6 siklus penangkapan serangga tiap jam dengan pembagian waktu; 4 menit untuk nyala lampu 4 (mengumpulkan semua serangga); 2 menit untuk nyala lampu 3 (mengarahkan serangga kecil ke bejana perangkap); 2 menit untuk nyala lampu 2 (mengarahkan serangga sedang ke bejana perangkap); 2 menit nyala lampu 1 (pengarah serangga besar ke bejana perangkap). Sehingga jumlah waktu yang dibutuhkan dalam satu siklus penangkapan selama 10 menit.
Kondisi kedua dimana diperoleh 3 siklus penangkapan serangga tiap jam dengan pembagian waktu; 8 menit untuk nyala lampu 4 (mengumpulkan semua serangga); 4 menit untuk nyala lampu 3 (mengarahkan serangga kecil ke bejana perangkap); 4 menit untuk nyala lampu 2 (mengarahkan serangga sedang ke bejana perangkap); 4 menit nyala lampu 1 (pengarah serangga besar ke bejana perangkap). Sehingga jumlah waktu yang dibutuhkan dalam satu siklus penangkapan selama 20 menit.
5. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Hasil implementasi dan analisis data uji coba yang telah dilakukan menggambarkan bahwa rancangan alat penangkap serangga (hama) yang diimplementasikan telah memiliki mekanisme kerja yang sesuai rancangan dan dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
1. Mikrokontroler AT 89C51 yang dirancang telah bekerja sebagaimana yang diharapkan, dan mampu menjalankan software/program untuk mengendalikan Relay JZC-22F-12V DC, dengan mengunakan sumber tegangan sebesar 12V.
2. Relay JZC-22F-12V DC telah berhasil mengendalikan nyala lampu secara berturut turut dalam siklus penangkapan serangga (hama) yang direncanakan.
3. Skenario 6 kali siklus penangkapan serangga setiap jam, telah berhasil dijalankan dengan mengatur nyala lampu 4 selama 4 menit; mengatur nyala lampu 3 selama 2 menit; mengatur nyala lampu 2 selama 2 menit; dan mengatur nyala lampu 1 selama 2 menit.
4. Skenario 3 kali siklus penangkapan serangga setiap jam, telah berhasil dijalankan dengan mengatur nyala lampu 4 selama 8 menit; mengatur nyala lampu 3 selama 4 menit; mengatur nyala lampu 2 selama 4 menit; dan mengatur nyala lampu 1 selama 4 menit.
5. Catudaya Elemen Kering GS 7 M 12V 7 Ah, dapat diterapkan selama 10 jam/hari dengan ketahanan energi sealama 1 hari.
6. Catudaya Elemen Basah GS 12Vb 75A, dapat diterapkan sealam 10 jam/hari dengan ketahanan energi selama 5 hari.
5.2 Saran
Implementasi perancangan alat penangkap serangga (hama) dengan intensitas cahaya yang telah dilakukan terbukti memiliki mekanisme kerja yang sesuai rancangan. Adapun untuk optimalisasi penerapan dapat diberikan saran terhadap beberapa hal sebagai berikut:
1. Penentuan lama waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan lampu dalam tiap siklus penangkapan serangga dapat diubah-ubah melalui modifikasi software pengendali, dan hal ini perlu diujicobakan secara langsung dilahan pertanian, sehingga dapat diperoleh data berapa lama waktu menyala lampu, sehingga secara efektif dapat menangkap serangga secara optimal.
2. Bila dibutuhkan ketahanan catu daya (sumber energi) yang tahan lama (sealam 5 hari), dapat digunakan Catudaya Elemen Basah GS 12Vb 75A , namun terlebih dahulu dipilih lokasi penempatan peralatan yang tepat, karena penggunaan catu daya ini mengakibatkan peralatan menjadi relatif lebih berat (4.5 Kg), sehingga tidak mudah untuk dipindahpindah.
3. Untuk penggunaan alat secara berpindahpindah dapat digunakan catu daya Elemen Kering GS 7 M 12V 7 Ah, yang relatif lebih ringan (0.45 kg). Namun penggunaan catudaya ini memerlukan pengisian setiap harinya, karena daya tahan energinya cuma 1 hari untuk 10 jam/hari pemakaian.
4. Besar ukuran bejana dapat diubah sesuai kebutuhan, sehingga diperoleh ukuran bejana yang efektif dalam menangkap serangga. Hal ini akan diujicobakan secara langsung dilahan pertanian pada penelitian tahap berikutnya.
5. Sumber catudaya dapat dikembangkan dengan memanfaatkan energi alternatif (solar cell) yang secara melimpah terdapat di lahanlahan pertanian.
DAFTAR KEPUSTAKAAN
[1] H. Zain,“Teknologi Flowcitometer”, 1. Lecture note on The 1st Seminar & Workshop Bio-Physics in Medicine, Department of Physic Medicine, University of Indonesia, Jakarta, (15-18 February2005).
[2] Kalshoven LGE, Pests of Crops in Indonesia. Terjemahan Van der Laan, Jakarta, PT. Icthiar Baru (1981).
[3] Notohadiprawiro, Tejoyuwono, Metode Penelitian dan Penulisan Ilmiah, UGM.Yogyakarta (2006).
[4] Purnama Hidayat&Dewi Sartiami, Pengantar Perlindungan Tanaman (http:// ipb.ac.id./~phidayat/perlintan). Bogor, (2007).
[5] Wilson MC, Broersama DB & Provonsha AV. 1083. Fundamentals of Aplied Entomology. 2nd. Practical Insect Pest Management Vol 1. Perdue University
[6] http://www.cyto.purdue.edu/education.
[7] http://agrolink.moa.my/pqnet/kwln/ ipmtool. htm#Pengenalan
[8] http://www.sciencedirect.gov
[9] http://www.thescientificworld.com
Nama : MOH. ANSORI
NIM : 2203015004
Materi Kuliah : Pengantar Teknologi Informasi
Tugas : Meringkas Artikel
Komentar
Posting Komentar