III. METODE PENELITIAN
3.2 Alat dan Bahan
3.2.2 Alat
1. Penguat Audio (Audio Generator)
Penguat audio digunakan untuk membangkitkan sinyal sinusoidal yang disalurkan ke speaker
pemancar. Penggunaan alat ini juga bertujuan untuk mempermudah pengontrolan frekuensi sinyal yang diberikan pada pemancar. Audio generator mempunyai dua buah probe yaitu probe merah sebagai output sinyal yang dipasang pada input rangkaian dan probe hitam sebagai ground yang dipasang pada ground rangkaian. Frekuensi yang digunakan tidak tetap dan keluarannya divisualisasikan pada monitor. Audio generator yang digunakan pada penelitian, bermerek audio generator tipe GAG – 809. Frekwensi yang dihasilkan 10 Hz – 1000 kHz. Gambar audio generator dapat dilihat pada Gambar 27.
26
Gambar 27. Audio Generator
2. Pencatu Daya (Power supplay)
Pencatu daya digunakan untuk memberikan tegangan listrik konstan sebesar 12 Volt yang dibutuhkan oleh rangkaian agar dapat berfungsi dengan baik. Pencatu daya yang digunakan berupa adaptor bermerek Rolinson RL – 8506 dengan 5 tingkat tegangan output yaitu 3 V, 4.5 V, 6 V, 9 V, dan 12 V. Adaptor ini memiliki dua titik yaitu positif serta ground. Gambar adaptor dapat dilihat pada Gambar 28.
Gambar 28. Adaptor
3. Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur banyaknya air yang dibutuhkan untuk mengkondisikan kadar air yang dibutuhkan tanah. Gelas ukur yang digunakan merupakan gelas biasa yang diberi tanda batas untuk massa air 500 gram. Gambar gelas ukur dapat dilihat pada Gambar 29.
27
Gambar 29. Gelas ukur
4. Timbangan
Timbangan digunakan untuk mengukur massa tanah yang dikondisikan kadar airnya. Timbangan yang digunakan berupa timbangan digital dan timbangan analog. Timbangan digital
digunakan untuk melakukan pengukuran dengan skala terkecil hingga 0 gram dan memerlukan ketelitian tinggi. Pada penelitian, timbangan analog dan timbangan digital digunakan sesuai kebutuhan. Timbangan analog yang digunakan adalah timbangan Ohaus dengan beban maksimum 2 610 gram dan timbangan digital yang digunakan bertipe EP – 12 KB dengan beban maksimum 12 kg. Gambar timbangan digital dan timbangan Ohaus, masing-masing dapat dilihat pada Gambar 30a dan Gambar 30b.
Gambar 30a. Timbangan Digital Gambar 30b. Timbangan Ohaus
5. Multimeter
Multimeter digunakan untuk mengukur resistansi dan tegangan pada komponen maupun rangkaian. Multimeter yang digunakan bermerek cadik dengan tipe CM-888C, multimeter memiliki dua probe yaitu probe merah (+) dan probe hitam (-). Gambar multimeter ditunjukkan seperti pada Gambar 31.
28
Gambar 31. Multimeter
6. Pengeras Suara (Loud Speaker)
Pengeras suara yang digunakan pada penelitian minimal dua buah, dimana fungsi dari masing-masing pengeras suara adalah sebagai speaker pemancar (transmitter) dan speaker penerima (receiver). Speaker yang digunakan bertipe twitter yang sudah dirangkai dengan kapasitor 4.7 µF dan memiliki hambatan 3.5 Ohm diukur menggunakan multimeter. Speaker berbentuk lingkaran dengan diameter 8 cm. Gambar speaker dapat dilihat pada Gambar 32.
Gambar 32. Speaker
7. Wadah Pengujian
Wadah tanah digunakan untuk tempat meletakkan tanah contoh dan juga sebagai tempat untuk melakukan pengujian. Wadah tanah berbentuk kotak dengan ukuran panjang, lebar, dan tinggi, masing-masing adalah 40 cm, 30 cm, dan 30 cm. Tebal bahan yang digunakan untuk pembuatan wadah adalah 2 mm. Sambungan bahan diberi lapisan silikon agar air tidak merembes. Wadah uji tanah dan skema dimensi wadah uji tanah, masing-masing digambarkan seperti Gambar 33a dan Gambar 33b.
29
Gambar33a. Wadah Uji Gambar 33b. Skema Dimensi wadah tanah
8. Cawan
Cawan digunakan untuk menampung tanah sample yang akan dikeringkan. Cawan yang digunakan merupakan wadah berbentuk silinder dengan dasar tertutup dan terbuat dari bahan aluminium. Gambar cawan dapat dilihat pada Gambar 34.
Gambar 34. Cawan
9. Saringan Tanah
Saringan tanah digunakan untuk menyaring tanah yang telah dikeringkan sehingga didapatkan tanah contoh dengan ukuran seragam. Saringan tanah yang digunakan memiliki ukuran lubang 2 mm. Gambar saringan tanah ditunjukkan pada Gambar 35.
30 cm
30 cm
30
Gambar 35. Saringan Tanah
10. Desikator
Desikator digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara tanah contoh yang telah dikeringkan menggunakan oven agar tidak terpengaruh lingkungan luar. Penggunaan desikator bertujuan untuk mengkondisikan agar tanah contoh yang disimpan tidak menyerap uap air dari lingkungan, karena jika hal tersebut terjadi maka akan mempengaruhi hasil pengukuran kadar air tanah. Penyimpanan dapat juga dilakukan langsung pada wadah yang digunakan karena memiliki tutup yang cukup rapat untuk mencegah adanya pengaruh lingkungan. Gambar oven ditunjukkan pada Gambar 36.
Gambar 36. Desikator
11. Oven
Oven digunakan untuk menguapkan air yang terkandung dalam tanah contoh. Pengeringan tanah contoh dalam oven akan dilakukan selama 24 jam pada suhu 110 °C untuk mendapatkan masa tanah contoh yang kering.Metode ini digunakan untuk mendapatkan nilai kadar air pada tanah contoh. Metode ini dikenal dengan metode gravimetri. Oven yang digunakan pada penelitian adalah oven bermerek Isuzu sterilizer 2 – 2095. Selain menggunakan oven, pengeringan juga bisa dilakukan menggunakan sinar matahari langsung. Gambar oven dapat dilihat pada Gambar 37.
31
Gambar 37. Oven
12. Pipa Silinder
Pipa silinder digunakan sebagai corong untuk menutupi keliling speaker pemancar dan speaker
penerima. Tujuan dilakukan penutupan keliling speaker ini adalah untuk memusatkan gelombang
audio yang dipancarkan maupun yang diterima ke satu titik tertentu. Pipa silinder disesuaikan dengan diameter speaker yang digunakan, sehingga diameter pipa silinder yang digunakan adalah sama dengan diameter speaker yaitu sebesar 8 cm untuk lingkaran luar dan 4 cm untuk lingkaran dalam. Gambar rangkaian pipa silinder dengan speaker ditunjukkan pada Gambar 38.
Gambar 38. Rangkaian pipa silinder dengan speaker
13. Stabilizer
Stabilizer digunakan untuk memberikan tegangan stabil sesuai dengan kebutuhan alat yang digunakan. Stabilizer pada penelitian digunakan untuk menjaga kebutuhan tegangan listrik komputer agar dipertahankan stabil. Tegangan stabil diperlukan agar peralatan listrik tidak cepat rusak.
32 Stabilizer yang digunakan bertipe SVC – 500 N, dengan dua tegangan keluaran yaitu 110 Volt dan 220 Volt. Gambar stabilizer ditunjukkan pada Gambar 39.
Gambar 39. Stabilizer
14. Rangkaian Penguat Sinyal
Rangkaian penguat sinyal pada penelitian akan menggunakan rangkaian op-amp yang dibuat sendiri. Rangakaian penguat sinyal ini berfungsi sebagai penstabil dan penguat sinyal yang diterima oleh speaker penerima. Skema rangkaian penguat sinyal op-amp dan rangkaian op-amp menggunakan IC 741, masing-masing ditunjukkan pada Gambar 40 dan Gambar 41.
Gambar 40. Skema rangkaian penguat Sinyal op-amp
Keterangan Gambar: 1. Speaker penerima 2. Kapasitor 1 µF 3. Resistor 20 kOhm 4. Resistor 1 kOhm 5. Resistor 100 kOhm 6. Resistor 100 kOhm 7. IC 741 8. Kapasitor 1 µF
9. Dihubungkan ke catu daya 12 Volt 10. Dihubungkan ke ground
11. Dihubungkan ke oscilloscope
Fungsi dari komponen secara umum dijelaskan sebagai berikut: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10
33 a. Speaker penerima berfungsi sebagai alat penerima gelombang audio yang terpancar.
b. Kapasitor berfungsi untuk menjaga agar gelombang yang diterima sama dengan gelombang yang diteruskan ke Oscilloscope.
c. Resistor berfungsi sebagai tahanan
d. IC berfungsi sebagai komponen penguat selisih
Rangkaian yang digunakan pada penelitian ini mengakibatkan adanya persamaan 5, yaitu persamaan penguatan sinyal gelombang.
Vout = 19.38 x Vin ... (5)
Hasil Vout divisualisasikan oleh oscilloscope sehingga hasil penguatan dapat dibaca dengan mudah. Sedangkan Vin adalah nilai input dari speaker penerima. Penurunan persamaan dijelaskan pada lampiran 20.
Gambar 41. Rangkaian penguat sinyal op-amp
15. Oscilloscope
Oscilloscope digunakan sebagai alat visualisasi dari sinyal yang diterima speaker penerima. Visualisasi dari sinyal yang tertangkap akan ditampilkan pada layar oscilloscope (screen) berupa gelombang sinusoidal. Melalui visualisasi yang baik maka amplitudo gelombang yang diterima dapat diketahui dengan mudah. Pada penelitian ini, digunakan oscilloscope bermerek protek 6510 dengan frekuensi input maksimum 200 MHz. Gambar oscilloscope dapat dilihat pada Gambar 42.
34
Gambar 42. Oscilloscope
16. Pahat
Pahat digunakan untuk memecah kembali lapisan padat tanah pada perlakuan lapisan olah. Penggunaan pahat dilakukan sebagai ganti fungsi cangkul untuk mengolah tanah. Pahat dipilih karena lebih mudah digunakan pada wadah kecil. Gambar pahat ditunjukkan pada Gambar 43.
Gambar 43. Pahat
17. Baskom
Baskom digunakan sebagai tempat penampungan sementara tanah sebelum diberi perlakuan kadar air, lapisan olah, maupun perlakuan lainnya. Ketika sudah diberi perlakuan, tanah akan dipindah ke wadah uji dan langsung dilakukan pengujian. Gambar baskom dapat dilihat pada Gambar 44.