## RANCANG BANGUN AUTOMATIC AUDIO FREQUENCY FOLIAR FERTILIZATION SEBGAI TEKNOLOGI ALTERNATIF UNTUK MENINGKATKAN HASIL PRODUKTIVITAS TANAMAN
Fahrul Firmansyah 1 , Hany Sumayyah 2 , Danang Aditya Mahendra 3 , Dedi Dwilaksana 4
1 Program Studi Teknik Mesin Universitas Jember
2 Program Studi Agroteknologi Universitas Jember
3 Program Studi Teknik Elektro Universitas Jember
4 Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Jember
Email: fahrulfirmansyah98@gmail.com

## ABSTRACT
Automatic Audio Frequency Foliar Fertilization is a technology that improves between the nutrients performed on plant leaves by giving the sensation of sound waves in plants. Automatic Audio Frequency Foliar  Fertilization  is  technology  device  leaf  fertilizer  integrated  with  Sound  waves  which  will  run automatically, more practical and compatible. This technology device consists of two main devices of active speakers that will issue a sound with a certain frequency and sprayer fertilizer. The results of the tests that have been done to produce the sound frequency between 1200 Hz up to 1600 Hz with average noise of 5%, with the debit of nutrient spraying for the plant of 96 ml per 30 seconds. Giving exposure treatment  Wave  The  sound  of  classical  music  with  the  provision  of  nutrients  in  mustard  plants  by Automatic Audio Frequency Foliar Fertilization gives a real effect on the growth of the average height of the plant is 2.14 cm per 2 days.
Keyword : Automatic, Audio Frequency, Sparyer.

## PENDAHULUAN
Teknologi  gelombang  suara  seperti  musik merupakan salah satu terobosan teknologi di sektor pertanian.  Saat  ini,  pemanfaatan  efek  gelombang suara  dapat  digunakan  untuk  meningkatkan produktivitas  tanaman.  Suspendi  dan  Nur  (2016), menyatakan  bahwa  teknologi  tersebut  dikenal dengan  nama sonic  bloom. Teknologi  ini  pertama kali diciptakan oleh Dan Carlson dari Amerika, pada tahun 1980 teknologi ini mulai disebarluaskan untuk kepentingan komersial. Teknologi sonic bloom yang memanfaatkan  gelombang  suara  alami  dengan frekuensi  antara  3000  Hertz  –  5000  Hertz  mampu merangsang tetap terbukanya mulut daun (stomata) sehingga  dapat meningkatkan  laju  efisiensi penyerapan nutrisi (unsur mikro) melalui daun yang bermanfaat bagi tanaman.
Menurut  Kadarisman  dkk  (2011),  untuk meningkatkan  hasil  produktivitas  tanaman  secara kualitas  dan kuantitas  diperlukan  teknologi alternatif. Teknologi tersebut selain dikenal dengan nama sonic bloom dikenal juga dengan nama Audio Organic  Growth  System (AOGS)  yang  pada dasarnya,
teknologi  ini  merupakan  pemupukan  daun  dengan pengabutan  larutan  pupuk  yang  mengandung trace mineral  dengan  dipadukan  gelombang  suara berfrekuensi tinggi yang berfungsi untuk merangsang pembukaan stomata.
Meskipun    teknologi sonic  bloom atau AOGS sudah dikenal dan ada sejak lama dan  dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil tanaman namun  menurut  Putra  dkk  (2014),    penerapan teknologi sonic bloom di Indonesia masih tergolong sedikit. Ini disebabkan oleh banyak hal, pengetahuan  petani  yang  rendah  akan  teknologi sonic  bloom serta  penggunaan  teknologi sonic bloom atau AOGS yang belum praktis  karena masih memerlukan  banyak  tenaga  kerja  dan  belum compatible. Perangkat  teknologi sonic  bloom atau AOGS  untuk  membangkitkan  gelombang  suara masih  harus  impor  serta  penggunaanya  yang dominan masih manual.
Berdasarkan hal tersebut dirancang perangkat  teknologi  Amadio  Frenzi (Automatic Audio  Frequency  Foliar  Fertilization) yaitu  suatu perangkat  teknologi  pemupukan  daun  yang dipadukan  dengan  gelombang  suara  yang  akan berjalan  secara  otomatis,  lebih  praktis  dan compatible . Perangkat teknologi ini terdiri dari dua perangkat  utama  yaitu speaker aktif  yang  akan
mengeluarkan  sebuah  suara  dengan  frekuensi tertentu  dan spayer pupuk.  Mekanisme  perangkat teknologi ini diatur oleh arduino uno sehingga akan berjalan  secara  otomatis  dengan  waktu  yang  telah ditentukan.  Kedua  perangkat  utama  tersebut  akan diatur  berjalan  beriringan,  gelombang  suara  yang keluar  dari speaker aktif  akan  menggetarkan membran  mulut  daun  (stomata)  agar  terbuka  dan sasaran penyemprotan nutrisi pupuk diarahkan tepat pada daun sehingga mampu diserap maksimal oleh stomata yang telah terbuka. Adanya otomasi dalam alat  ini  memberikan  kelebihan  yaitu  dapat mengurangi tenaga kerja manusia.

## METODE PENELITIAN Tahapan Kegiatan
1. Waktu dan Tempat Kegiatan  ini  dilaksanakan  di  Desa  Jubung Kecamatan Sukorambi Kabupaten Jember dari tanggal  29  Juni  2018  sampai  dengan  5  Juli 2018
2. Perancangan Alat Alat  Automatic  Audio  Frequenzy  Foliar Fertilization  didesain  simple  sehingga  dapat dioperasikan  dengan  mudah  oleh  petani.
Perencanaan  dan  perancangan  merupakan langkah awal dari pembuatan alat. Perencanaan pembutan alat ini harus dilakukan dengan benar agar alat yang dibuat nanti dapat bekerja maksimal. Rancangan Alat Automatic Audio  Frequenzy  Foliar  Fertilization  dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Automatic Audio Frequency Foliar Fertilization

## Keterangan gambar:
1. Rangka utama alat audio farming
2. Tangki penyimpan pupuk cair
3. Pipa pengalir pupuk dari tangki
4. Pompa  air  untuk  mengalirkan  dan  menaikkan tekanan
5. Pipa 6 mm untuk menaikkan tekanan kecepatan pupuk.
6. Nozzle menghasilkan  penyemprotan  berwujud kabut
7. Speaker aktif  dengan output audio musik.
8. Baterai sebagai sumber tenaga
9. Arduino pengontrol otimasi
10. Peyemprotan pupuk cair berupa kabut
11. Tanaman
12. Relay
13. Timer
14. Baterai accu
Perancangan  rangka  dibuat  ringan  dan praktis  untuk  memudahkan  penggunaan  alat  tetapi tetap  dapat  menopang  komponen  lainnya  dengan kuat. Bahan utama yang digunakan dalam pembuatan rangka  dengan  menggunakan  besi hollow 25  mm  x 25 mm dengan tebal 2 mm dan dipasangkan triplek 5 mm sebagai tempat memasang komponen.
Baterai  accu  12  V  65  Ah  sebagai  sumber listrik utama memiliki daya sebesar P = 12 V x 65 Ah = 780 Wh digunakan sebagai sumber untuk Arduino, audio dan pompa. Baterai accu dengan daya 780 Wh dipilih karena dapat  mencukupi kebutuhan daya dari empat buah audio dan pompa. Dapat diketahui bahwa sebuah  audio  dengan  daya  15  watt  sehingga  empat buah audio memiliki 60 watt dengan waktu menyala 3 jam sehingga diperlukan daya W = P x t == 60 watt 3 jam  =  180  Wh  dan  pompa  pompa  dengan  pompa dengan  daya  65  watt  dengan  waktu  penggunaan selama satu menit sehingga diperlukan daya W = P x t = 65 watt x 60 detik = 3900 Ws = 1,083 Wh. Daya yang  dibutuhkan  dalam  satu  kali  pemakaian  untuk pompa dan empat buah audio sebesar 181,083 Wh.
Tangki pupuk cair dengan kapasitas 15 liter ditempatkan  bagian  bawah  dengan  pompa  air berkemampuan  mengalirkan pupuk cair 4liter/  menit dipasang di atasnya. Pompa air mendapat sumber daya dari  baterai  accu  12  volt  yang  penempatannya  di samping  pompa.  Pupuk  cair  dialirkan  dengan  selang kecil  6  mm  dan  dikabutkan  dengan nozzle yang memiliki  diameter  lubang  outlet  sebesar  0,3  mm.
Nozzle
dipasang 45 o untuk mendapatkan penyempotan dengan luasan yang lebih lebar.
Audio  pada  sistem  menggunakan speaker aktif  sebanyak  4  buah  yang  dipasang  di  4  sudut rangka.  Tujuannya  agar  pancaran  gelombang frekuensi  bunyi  tersebar  dengan  baik  disekitar  alat dalam  radius  10  meter. Speaker aktif  mendapat sumber  daya  dari  baterai  accu  12  volt  dan dihubungkan  dengan  amplifier  sebagai  penguat frekuensi audio.
Arduino sebagai otak pada sistem diprogram untuk  menghidupkan  audio  dengan  durasi  3  jam kemudian  mematikannya.  Selain  itu  arduino  juga diprogram  untuk  melakukan  penyemprotan  secara
otomatis  dengan  durasi  30    detik  ketika  audio  pada sistem sudah menyala selama 1 jam. Pada sistem ini juga  terdapat  rangkaian rellay pompa  dan  rangkaian timer  RTC  DS1307  sebagai  sistem  pengatur  waktu ( timering )  untk  penyiraman  pada  tanaman. Relay berfungsi  sebagai  pemutus  arus  pada  sistem pompa sprayer .  Pada  saat  kontrol  timer  telah menunjukkan waktu  penyiraman  maka rellay akan dalam kondisi high pada program arduino, artinya rellay dalam  kondisi  normali close sehingga arus akan mengalir dan menyalakan sprayer dan ketika waktu penyiraman telah habis maka rellay akan otomatis berada pada kondisi low pada program arduino,  artinya rellay dalam  kondisi  normal open relay  akan  meneruskan  arus  untuk  menyalakan pompa  sehingga sprayer dapat  menyiram tanaman.

## Gambar 2. Rangkaian Arduino Uno dan Pompa
Sprayer
Gambar 3. Rangkaian Amplifier
Rancangan perangkat lunak pada sistem ini merupakan  susunan  perintah  pemograman  yang disematkan  ke  dalam  chip  mikrokontroller  arduino UNO dengan  menggunakan  software arduino IDE. Pada  sistem  ini  ada  dua  perintah  utama  yaitu perintah untuk mengatur nyala dan hidup pompa air yang akan menyemprotkan ke tanaman dan perintah yang kedua yaitu perintah untuk mengatur nyala dan hidup dari speaker.
Gambar 4. Rancangan perintah pemrograman Speaker
Perintah diatas adalah perintah untuk nyala dan  hidup  dari  speaker.  Pada  program  diatas digunakan sebagai perintah dimana rellay akan pada posisi normally close (spekaer menyala) pada jam 6 dan akan kembali ke posisi normally open (speaker mati) pada jam 9 pagi.
Gambar 5. Rancangan Perintah Pemrograman Sprayer
Perintah diatas adalah perintah untuk nyala dan  hidup  dari  sprayer.  Pada  program  diatas digunakan  untuk  mengatur  rellay  pada  posisi normally close pada jam 7 selama 30 second ketika speaker telah menyala selama satu jam. Pada kondisi speaker telah menyala selama satu jam stomata akan terbuka  sehingga  sprayer  akan  menyemprotkan nutrisi kedalam daun.
3. Pengujian Alat
Pengujian  alat  dilakukan  untuk  mengetahui alat  dapat  berjalan  sesuai  dengan  perencanaa. Pengujian voltage dilakukan  untuk  mengetahui penurunan voltage selama  selang  waktu  tertentu. Pengujian  penyemprotan nozzle guna  mengetahui debit penyemprotan selama 30 detik. Pengujian alat dilakukan pada tanaman guna mengetahui pengaruh efektifitas alat terhadap tanaman.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  perancangan  dapat  dilihat  pada gambar  6.  Instrumensasi automatic  audio  foliar fertilization terdiri  dari  arduino  uno,  audio  system dan  sprayer.  Rangkaian  arduino  terdapat  2  tombol yang  berfungsi  guna  mengatur  dan  mereset  waktu. LCD  ( Liquid  Crystal  Display )  digunakan  untuk menampilkan waktu. Rangkaian audio sistem terdiri dari amplifier, speaker, dan penyimpan audio. Micro sd digunakan sebagai penyimpanan suara guna input audio. Rangkaian sprayer menggunakan pompa dc 12 v 65 watt disalurkan dengan selang PU 6 mm dan dengan nozzle berdiameter 0.3 mm.

## Gambar 6. Automatic Audio Frequency Foliar Fertilization

## Pengujian Baterrai
Baterai sebagai sumber utama pada alat ini karena baterai menyuplai arduino uno, audio sistem serta sprayer, sehingga  perlu  dilakukan  pengujian guna  mengetahui  kinerja  dari  baterai  itu  sendiri. Berdasarkan  hasil  monitoring  kinerja  baterai  yang diketahui  melalui  Watt  meter  dapat  dilihat  pada tabel 1.
Tabel  1.  Hasil  Monitoring  Kinerja  Baterai  dengan Watt meter
Gambar 7. Grafik Voltage
Hasil  pengujian  menggunakan  watt  meter menunjukkan  penurunan  teganagn  pada  hari  ke-1 12,04  volt  menjadi  11,82  volt  pada  hari  ke-7. Penurunan  tegangan  dikarenakan  konsumsi  daya dari audio system yang  bekerja 3 jam/hari, sprayer 30  detik/hari  dan  Arduino  Uno  yang  bekerja  24 jam/hari.

## Pengujian Frekuensi
Gambar 8. Hasil pengujian Frekuensi
Hasil  pengujian  frekuensi  menggunakan software Audio  Frequency Counter dengan  lagu instrumentasi musik klasik adalah sebesar
1431,7129 Hz. Frekuensi output audio
menunjukkan nilai fluktuatif antara 1200 Hz sampai dengan 1600 Hz dengan noise rata-rata sebesar 5%.
Pengujian  Sprayer
Pengujian s prayer bertujuan untuk mengetahui  jumlah  air  yang  disemprotkan  dalam satu  kali  kerja  selama  30  detik.  Pengujian penyemprotan 1 buah nozzle selama 30 detik adalah 12  ml.  Automatic  Audio  Frequency  Foliar Fertilization memiliki 8 buah nozzle sehingga dalam 1    kali  kerja  menyemprotkan  96  ml  air.  Debit penyemprotan air yaitu 0.0032 liter/detik.
11.7 11.75 11.8 11.85 11.9 11.95 12 12.05 12.1 1 2 3 4 5 6 7 V oltage Hari ke- Grafik Voltage Hari Ke- V
A W Wh Ah Vm 1 12,04 0,52 6,26 08 90,62 51 7,527 11.74 2 12,03 0,52 6,25 56 91,10 32 7,573 11.70 3 12,02 0,52 6,25 04 92,24 15 7,674 11.86 4 12 0,52  6,24 91,00 8 7,584 11.70 5 11,96 0,52 6,21 92 91,79 3 7,675 11.84 6 11,92 0,52 6,19 84 90,32 98 7,578 11.82 7 11,82 0,52 6,14 64 92,63 33 7,837 11.82
Pengujian terhadap tanaman sawi hijau (Brassica juncea L) Pengujian yang dilakukan terhadap tanaman  sawi  hijau  ( Brassica  juncea L)  ditujukan untuk  mengetahui  pengaruh  paparan  gelombang suara dan pemberian nutrisi terhadap tinggi tanaman dan  jumlah  daun.  Tinggi  tanaman  merupakan ukuran tanaman yang dapat diamati dengan mudah sehingga  sering  dijadikan  sebagai  indikator  guna mengukur pengaruh lingkungan.
Pengujian  dilakukan  saat  tanaman  sawi hijau ( Brassica juncea L) selama 7 hari saat tanaman sawi  hijau  ( Brassica  juncea L)  berumur  10  HST dengan melakukan pengamatan setiap 2 hari sekali. Perlakuan  pemberian  paparan  gelombang  suara dengan  frekuensi  suara  musik  klasik  yang  berkisar antara  1200-1600  Hz  berpengaruh  nyata  terhadap pertumbuhan  tinggi  tanaman  sawi  hijau  ( Brassica juncea L)  dapat  dilihat  pada  gambar  9.  Pemberian perlakuan  paparan  gelombang  suara  terhadap tanaman sawi hijau ( Brassica juncea L) mengakibatkan  bertambahnya  tinggi  tanaman dengan rata-rata sebesar 2,14 cm setiap 2 hari sekali.
Gambar 9. Grafik Rata-rata Tinggi Tanaman
Jumlah  daun  merupakan  salah  satu parameter yang mudah diamati dan sering dijadikan sebagai  indikator  pertumbuhan  tanaman  dan produktivitas  tanaman  khususnya  tanaman  sawi. Pemberian  perlakuan  gelombang  suara  dengan frekuensi  antara  1200-1600  Hz    dan  pemberian nutrisi yang diberikan pada daun berpengaruh nyata dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 10. Grafik Rata-rata Jumlah Daun

## KESIMPULAN
1. Terciptanya  alat  Automatic  Audio  Frequency Foliar  Fertilization  sesuai  dengan  desain perencanaan.
2. Alat  Automatic  Audio  Frequency  Foliar Fertilization selama 7 hari pengujian mengalami  penurunan  tegangan  sebesar  0,22 volt.
3. Alat  Automatic  Audio  Frequency  Foliar Fertilization  memiliki output frekuensi  audio 1200 Hz sampai dengan 1600 Hz.
4. Alat  Automatic  Audio  Frequency  Foliar Fertilization  memiliki  debit  penyemprotan 0,0032 liter/menit
5. Penerapan  alat  Automatic  Audio  Frequency Foliar Fertilization berdampak nyata terhadap pertumbuhan tanaman dengan rata-rata pertumbuhan  sebesar  2,14  cm  setiap  2  hari sekali.

## SARAN
Perancangan alat selanjutnya perlu ditambahkan  Photovoltaic  sebgai  pembangkit tenaga listrik untuk mensuplai baterai.

## DAFTAR PERTAKA
[1] Kadarisman, N., A. Purwanto, D. Rosana, 2011. Rancang  Bangun Audio  Organic  Growth System  (AOGS) melalui  Spesifikasi  Spektrum Bunyi  Binatang  Alamiah  sebgai  Lokal  Genius untuk  Peningkatan  Kualitas  dan  Produktivitas Tanaman  Holtikultural. Prosiding  Seminar Nasional  Penelitian,  Pendidikan,  Penerapan MIPA .  14  Mei  2011,  Yogyakarta,  Indonesia. 463-474.
[2] Putra, P. S., A. F. Rokhim, E. D. Wildianto, M. P.  Pratami  2014.  Alat  Pembangkit  Suara
Ultrasonik Otomatis untuk Merangsang
Pembukaan  Stomata  Tanaman  menggunakan Mikrokontroler  AtMega328P  yang  dilengkapi
0 5 10 15 20 1 3 5 7 T in ggi T an am an (c m ) Hari ke- Rata-rata Tinggi Tanaman 0 2 4 6 8 hari ke- 1 hari ke- 3 hari ke-5 hari ke- 7 Ju m lah Daun Hari Ke- Rata-rata Jumlah Daun
dengan  Panel  Surya. Teknologi  dan  Sistem Komputer . 2(4):288-297.
[3] Saputra, T. A. 2016. Pengaturan Penyemprotan Optimum  Aplikasi  Pupuk  Cair  Menggunakan Sprayer  Gendong  Bermotor. Tesis .  Fakultas
Teknologi  Pertanian  Institut  Pertanian  Bogor, Bogor.