Judul: Rancang Bangun dan Uji Kinerja Robot Autonomous Penyemprot Presisi pada Budidaya Kubis
Abstrak: Petani umumnya melindungi tanaman kubis dari serangan hama menggunakan pestisida yang disemprotkan dengan alat yang biasa disebut sprayer. Jenis sprayer yang banyak digunakan yaitu knapsack sprayer dan electric sprayer. Prinsip kerja knapsack sprayer yaitu larutan dari tangki dikeluarkan melalui nozzle dengan memanfaatkan tekanan udara dalam tangki yang dipompa menggunakan tuas, sedangkan electric sprayer menggunakan pompa yang digerakkan secara elektrik. Petani menggunakan kedua jenis sprayer ini dengan cara digendong ke seluruh area lahan. Kelemahan yang dirasakan petani menggunakan knapsack sprayer ataupun electric sprayer yaitu berat beban yang dibawa terutama ketika kondisi tangki terisi penuh, sehingga dikhawatirkan dapat mengakibatkan cedera dan larutan pestisida yang disemprotkan dikhawatirkan mengganggu kesehatan petani. Praktik penyemprotan menggunakan sprayer juga memiliki kelemahan pada cara pengoperasiannya sehingga menyebabkan aplikasi penyemprotan yang tidak presisi. Aplikasi penyemprotan presisi dimaksudkan seperti (1) ketepatan ukuran droplet yang dihasilkan untuk penyemprotan pestisida, sehingga larutan yang disemprotkan tidak mudah terbawa angin jika ukuran terlalu kecil ataupun luruh jika ukuran terlalu besar, (2) Ketepatan sasaran penyemprotan (hanya pada tanaman), sehingga dapat mengurangi larutan pestisida yang terbuang, dan (3) aplikasi volume semprot yang dihasilkan sesuai rekomendasi pestisida yang digunakan. Nilai volume semprot yang direkomendasikan terdapat pada label produk pestisida yang digunakan. Volume semprot yaitu banyaknya air yang digunakan untuk melarutkan pestisida yang digunakan untuk menyemprotkan tanaman pada suatu area lahan yang dihitung dalam satuan liter/hektar (l/ha). Nilai volume semprot yang dihasilkan pada saat proses penyemprotan dipengaruhi oleh debit penyemprotan dari sprayer, sehingga petani perlu menyesuaikan kecepatan maju penyemprotannya atau durasi penyemprotannya pada tiap tanaman kubis untuk mendapatkan nilai volume semprot yang tepat. Dengan aplikasi penyemprotan yang terukur dan presisi dapat mengurangi larutan pestisida yang terbuang dan mengurangi residu pada hasil panen yang membahayakan bagi konsumen. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan menguji kinerja robot otonom yang mampu menyemprotkan pestisida secara presisi pada tiap tanaman kubis. Robot otonom dirancang mampu berjalan sendiri pada lahan menggunakan navigasi pengikut bedeng dengan memanfaatkan dinding bedeng pada sisi kiri dan kanan robot, sistem navigasi ini dilengkapi dengan sistem kontrol kendali PID sehingga robot mampu berjalan lurus. Robot dilengkapi dengan 2 sistem penyemprotan electric pada sisi kiri dan kanan robot sehingga mampu menyemprotkan 2 row tanaman kubis. Penyemprotan hanya akan dilakukan pada tanaman kubis yang terdeteksi oleh sensor kamera dengan memanfaatkan sistem berbasis object detection. Robot otonom bekerja menyemprotkan tanaman kubis satu-persatu secara intermittent dan dilakukan tanpa harus membuat robot berhenti. Sistem penyemprotan menerapkan mekanisme slider pada dudukan nozzle, nozzle akanbergerak ke arah berlawanan dengan arah jalan robot sehingga posisi penyemprotan mampu dipertahankan pada setiap tanaman selama robot berjalan. Volume larutan pestisida yang keluar dari nozzle diatur dengan sistem kontrol berdasarkan data input seperti diameter tanaman dan volume semprot rekomendasi yang digunakan. Input data dilakukan pada saat awal pengoperasian robot. Tekanan penyemprotan dikontrol menggunakan pengendali PID sehingga tekanannya dapat dipertahankan. Perangkat Raspberry pi dan Arduino mega digunakan sebagai komponen kontrol utama. Komponen pendukung seperti sensor kecepatan, sensor jarak, sensor kompas, dan sensor tekanan juga diterapkan pada robot sehingga robot mampu bekerja dengan baik. Hasil pengujian menunjukkan robot mampu berfungsi dengan baik menyemprotkan tiap tanaman dengan kecepatan maju 0.226-0.227 m/s, ukuran droplet yang dihasilkan menggunakan nozzle
Keyword: Penyemprot presisi, Robot otonom, Deteksi objek

Judul: Desain Dan Pengujian Prototipe Sistem Kontrol Mesin Sprayer Dosis Variabel Untuk Aplikasi Penyemprotan Pertanian Presisi
Abstrak: Usaha peningkatan produksi tanaman seringkali dihadapkan adanya gangguan hama dan penyakit. Pada setiap tanaman, dalam hal ini penyemprotan sebaiknya pemberian dosis pestisida menyesuaikan dengan serangan hama, dimana serangan yang parah diberikan dosis yang banyak, serangan menengah dengan dosis sedang, dan serangan sedikit diberikan dosis yang kecil. Oleh karena itu kebiasaan petani dalam mengatasi serangan hama dan penyakit perlu dirubah dengan cara melakukan penyemprotan pestisida sesuai kebutuhan pada tanaman (dosis variabel). Di Negara maju telah digunakan sistem pertanian presisi dimana faktor ketepatan dalam kegiatan pertanian sangatlah penting. Presisi ini mulai dari penanaman, pemberian pupuk, pemberantasan hama, sampai dengan pemanenan. Tujuan secara umum dari penelitian ini adalah untuk merancang, pabrikasi dan menguji kinerja prototipe sistem kontrol mesin sprayer dosis variabel untuk aplikasi penyemprotan pertanian presisi. Alat dan bahan yang digunakan yaitu peralatan konstruksi untuk pembuatan prototipe sprayer, peralatan elektronika untuk pembuatan sistem kontrol, dan peralatan untuk keperluan pengujian. Pendekatan rancangan terdiri dari dua jenis yaitu rancangan fungsional dan rancangan struktural. Fungsi dan struktur utama dari sistem yang dibuat adalah sistem pengontrolan terhadap kecepatan putaran motor pada sprayer, mengontrol lama semprotan, mengontrol dosis semprotan berdasarkan input intensitas serangan hama, dan urutan plot semprotan pada mikrokontroler. Pengukuran dan pengujian meliputi pengujian fungsional kinerja kontrol, kalibrasi alat ukur kecepatan putaran motor pompa dan jarak deteksi tanaman, pengujian laboratorium untuk ketepatan posisi semprotan, ketepatan volume semprotan dan ketepatan lama semprotan, dan pengujian lapangan berdasarkan kondisi tanaman dengan parameter pengukuran yaitu debit semprotan perplot tanaman dan lama semprotan perplot tanaman. Hasil pengamatan dan pengukuran dilapangan diperoleh karakteristik tanaman yaitu serangan hama rata-rata 8.1% dan 15.5 % dengan tinggi tanaman 42 cm, diameter tanaman 30 cm dan 45 cm. Hasil uji laboratorium menunjukkan bahwa untuk mencapai debit semprotan yang sesuai dengan intensitas serangan hama digunakan PWM 100-250, kecepatan motor 217-592 rpm, lama semprotan 2-10 detik/tanaman, dan volume 10-70 ml/tanaman. Hasil uji lapangan pada 120 tanaman menggunakan debit semprotan 10 ml/detik dengan panjang setiap plot 10 m pada intensitas serangan hama 8.1 % dibutuhkan lama semprotan 20 detik, debit semprotan 8.3 ml/detik per plot tanaman pada intensitas serangan hama 15.5 % dibutuhkan lama semprotan 60 detik. Rata-rata nilai error untuk hasil volume semprotan dilahan berdasarkan perhitungan sebesar 34 % dan 13 %. Perbandingan antara prediksi dan aktual diperoleh akurasi volume semprotan sebesar 66 % untuk volume 200 ml dan 87 % untuk volume 500 ml.
Keyword: Kontrol PWM, Debit variabel, Penyemprotan VRT, penyemprotan tanaman kubis

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: