Rancang Bangun Mobile Platform untuk Phenotyping Tanaman di dalam Greenhouse

Abstract

Phenotyping merupakan salah metode atau proses yang menentukan, menganalisis, atau memprediksi semua atau beberapa bagian fenotipe dari organisme. Untuk memaksimalkan kinerja phenotyping, perlu dikembangkan instrumen pendukung yang dapat bergerak secara otomatis dan akurat. Salah satu instrumen yang cocok adalah mobile platform. Platform digerakkan dengan dua buah motor stepper NEMA 42 yang terhubung pada mikrokontroler arduino ATMega serta dilengkapi dengan dua jenis sensor berupa limit switch berfungsi sebagai pengubah arah gerak platform dan sensor warna TCS3200 untuk memberhentikan gerak platform ketika mendeteksi penanda pada rel yang sejajar dengan tanaman. Platform memiliki machine vision sederhana yang terdiri atas lampu LED putih, lampu UV, serta webcam yang terhubung pada laptop. Platform didayai oleh 3 buah baterai aki 12 V dan memiliki kecepatan sebesar 0.0592 m/s dengan penggunaan daya 28.5 watt dan lama operasi selama 3 jam 36 menit. Penelitian menggunakan tanaman pakcoi yang mempunyai 3 kelompok umur yaitu 2 minggu, 3 minggu dan 4 minggu. Citra tanaman ditangkap menggunakan webcam pada perangkat machine vision yang dibantu oleh pencahayaan lampu LED putih dan lampu UV. Citra diolah melalui proses image processing menggunakan aplikasi ImageJ dan menghasilkan data yaitu rata-rata luas kanopi untuk tanaman pakcoy dengan umur 2 minggu, 3 minggu, dan 4 minggu secara berurutan sebesar 28.7 cm2, 98.6 cm2, dan 314.2 cm2 dan rata-rata jumlah daun secara berurutan sebanyak 4.3 helai daun, 6.3 helai daun, serta 11.3 helai daun. Tingkat kehijauan tanaman berbanding terbalik dengan luminosity, semakin rendah luminosity maka semakin tinggi tingkat kehijauan tanaman. Tanaman umur 3 minggu memiliki kehijauan tanaman serta laju pertumbuhan tanaman paling tinggi.

Phenotyping was one of the methods or process to determine, analyse, or predict whole or a part of phenotype of an organism. To maximize the performance of phenotyping, supporting instrument need to be developed that able to work automatically. One of instrument that suitable is a mobile platform. Platform is driven with a total of two stepper motors NEMA 42 that has been connected to arduino ATMEGA microcontroller and equipped with two sensors with limit switch which has a function to change the movement of the platform and TCS3200 colour sensor that works to stop platform once the sensor detected the marker that’s parallel to the location of the plant. Platform has simple machine vision that consist of white LED lamp, UV lamp, and a webcam connected to laptop. Platform is powered by 3 12 V battery and a velocity of around 0.0592 m/s with the use of power about 28.5 watt and able to work for around 3 hours and 36 minutes. The research use pak choy plant that has 3 age group which are 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks. The image of the plant is collected with the webcam with the support of white LED lamp and UV lamp. The image then will go through a process called image processing that used ImageJ software which resulted of average area of leaf canopy for 2 weeks, and 3 weeks, and 4 weeks of pak choy in order around 28.7 cm2, 98.6 cm2, and 314.2 cm2 and the average amount of leaves in the plant in order around 4.3 leaves, 6.3 leaves, and 11.3 leaves. Greenness index is inversely proportional to luminosity, which the lower luminosity, the higher