DAFTAR PUSTAKA
A. R. - Acid Rain
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sensor Hujan
Sensor ini bekerja dengan prinsip fisika sederhana, dimana air dapat bekerja sebagai media penghantar arus listrik, sehingga dapat ditentukan berapa kisaran hambatan pada sensor hujan saat terhubung ketika hujan terjadi. Sensor hujan dibuat dengan 2 buah kawat resistance wire (perpaduan besi dan aluminium) yang dipasang secara selang seling (resistance wire A dan B). Kedua
resistance wire tersebut dipasang dengan jarak ± 1 mm. Jarak antar kawat resistance
yang dipasang akan mempengaruhi sensiti-fitas sensor terhadap tetesan air hujan. Semakin rapat resistancewire A dan B yang dipasang maka akan semakin sensitif sensor terhadap butir hujan. berikut adalah gambar dari sensor hujan.
Gambar 8 Sensor Kejadian Hujan Sensor hujan ini memiliki hambatan tidak terhingga saat tidak terjadi hujan karena arus pada sensor tidak dapat mengalir dan saat terjadi hujan dengan sensor tersebut terhubung oleh tetes air hujan akan memiliki hambatan ± 12 kΩ.
4.2 Komponen Elektronik Penggerak Tutup Kolektor Hujan.
Komponen dasar pada rangakian ini adalah IC Comparator yang berfungsi sebagai pembanding tegangan saat terjadi hujan dan saat tidak terjadi hujan. Seperti yang terlihat pada gambar 2 rangkaian Basic Operation of voltage Comparation, Comparator akan memiliki 2 inputan yang terdiri dari V-Input dengan V-reference. Jika V-Input lebih besar dari V-Referance mengakibatkan V-Output akan bernilai 0 Volt (Logic Rendah) dan jika sebaliknya, terjadi Input lebih kecil dibandingkan dengan V-Referance mengakibatkan V-output akan bernilai 6 Volt (Logic Tinggi) seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 9 Skema Logic pada IC Comparator. Output dari IC comparator ini yang kemudian akan terbaca oleh rangkaian Tutup kolektor hujan.
Rangkaian tutup kolektor hujan terbuat dari rangkaian Monostable Retrigerable (IC astable, IC counter, serta IC Pembalik Arus (
IC Inverter dan IC Switch) yang terkoneksi dengan rangkain H-Bridge (Transistor PNP dan NPN) dan toggle switch. Rangkaian
Monostable Retrigerable berfungsi sebagai pemberi sinyal logic rendah yang terus menerus saat hujan terjadi dan memberikan
logic tinggi saat hujan tidak terjadi. Ketika tidak ada hujan, IC counter akan menghitung sampai dengan waktu ± 2 menit kemudian akan memberikan sinyal logic tinggi. Karena hasil logic yang dihasilkan dari rangkaian sebelumnya belum menghasilkan logic yang sesuai dalam bentuk dua buah logic yang berkebalikan maka ditambahkan dengan IC converter (IC inverter dan IC switch) yang selalu menghasikan logic yang selalu berkebalikan. Setelah logic yang dihasilkan sesuai maka dikoneksikan dengan rangkaian
H-Bridge yang berfungsi sebagai penggerak motor DC sesuai dengan arah logic yang di berikan pada kontrol H-Bridge . Sedangkan
Toggle switch akan berfungsi untuk pemberi arus ke motor DC sehingga motor DC dapat bekerja. Adapun gambar elektronik tersebut sebagai berikut.
Gambar 10 Papan Elektornik Alat Sampling Hujan Sekuensial.
Saat tidak terjadi hujan nilai hambatan dari sensor hujan akan bernilai tak terhingga sehingga akan terjadi V-Input lebih besar dari V-Referance mengakibatkan V-Output akan bernilai 0 Volt (Logic Rendah). Sedangkan saat terjadi hujan hambatan dari sensor lebih kecil dari hambatan referance sehingga akan terjadi V-Input lebih kecil dibandingkan dengan Referance mengakibatkan V-output akan bernilai 6 Volt (Logic Tinggi). Sinyal tinggi dari comparator akan mentriger
monostable retrigerable sehingga memberi-kan sinyal logic pembalik ada rangkain pembalik arus pada rangkaian H-Bridge dan
toggle switch mengaktifkan motor DC untuk bergerak.
4.3 Pembuatan Mekanik Alat
Alat sampling hujan ini terdapat tiga buah mekanik, antara lain ; mekanik tutup kolektor hujan, mekanik pengerak botol sampel dan mekanik tipping bucket dengan jeluk hujan 0,4 mm dan diameter penampang hujan sebe-sar 25 cm.
Prinsip kerja mekanik alat tutup ini menggunakan penanda sinyal yang dikirim-kan oleh rangkaian elektronik pendeketsi hujan dan penggerak tutup kolektor hujan. Ketika ada sinyal hujan yang dikirim dari elektronik pendeteksi hujan, maka tutup kolektor hujan akan terbuka dalam waktu kurang dari 4 detik begitu juga sebaliknya ketika sudah tidak ada hujan selama ± 2 menit maka sinyal logic yang dikirimkan akan dijadikan tanda oleh kolektor hujan untuk menutup kembali.
Gambar 11 Mekanik tutup kolektor hujan. Pada kolektor hujan dipasangkan sebuah
Gear yang berfungsi sebagai roda pemutar dari motor DC ke tutup kolektor hujan. sehingga kolektor hujan dapat bergerak. Pada awalnya Gear penggerak tutup kolektor dipasang secara langsung dari Gear motor DC ke penutup kolektor sehingga tutup kolektor hujan bergerak sangat cepat. Saat
motor DC bergerak dengan cepat terdapat peluang kerusakan pada mekanik, berdasar-kan hal tersebut maka sistem gear yang dipasang langsung dari motor DC ke kolektor hujan diganti dengan sistem gear reduksi sehingga dicari perpaduan gear reduksi pada penggerak tutup kolektor hujan agar dapat bergerak lebih lambat. Diperoleh perbanding-an gear 15 : 42 dengan karakteris-tik gerak tutup lebih lambat dari gerak motor sehingga dilakukan pemasangan gear dengan perban-dingan 15:42.
Selain perhitungan saat pemasangan gear, konstruksi tutup kolektor hujan pun perlu diperhitungkan, Saat kolektor hujan diuji coba di lapangan penutup kolektor hujan masih belum bekerja dengan prinsip yang seharusnya, pada tutup kolektor hujan masih terdapat celah yang tidak tertutup sehingga debu dapat masuk ke dalam kolektor hujan dan mengkontaminasi hasil sampel air hujan. Berdasarkan hal tersebut maka kolektor hujan ditampah potongan PVC dan busa agar tutup dapat menutup dengan baik dan tidak ada debu yang dapat masuk ke dalam kolektor hujan. Pada tutup bagian depan pun diberi lobang kecil dengan dilindungi tutup yang diberi lobang di sekelilingnya, lobang tersebut berfungsi sebagai tempat keluarnya air pada saat tutup kolektor hujan terbuka dan air diatas tutup dapat terbuang.
Prinsip kerja tipping bucket adalah menampung air hingga pada volume ± 20 ml setiap jeluk hujan 0,4 mm dengan diameter penampang 25 cm, kemudian alat akan berjungkit dan mengrimkan sinyal kepada penggerak botol setelah 5 detik. Adapun gambar Tipping bucket dapat dilihat di bawah ini.
Gambar 12 Tippingbucket
Mekanik tipping bucket yang demikian memiliki kelemahan seperti air yang terbuang setelah tipping berjungkit. Air terbuang pada jalur yang menuju ke botol sampel sehingga volume air yang tertampung di botol kurang dari 20 ml setiap kali berjugkit. Air yang terbuang setiap kali terbuang dari tipping bucket ±2 ml.
Mekanik penggerak botol akan bergerak ketika ada sinyal yang dikirimkan oleh rangkaian Hall sensor setiap berjungkit pada rangkaian tipping bucket. Setelah tipping bucket mencapai jeluk hujan 0,4 mm mekanik akan berjungkit dan mengirimkan sinyal ke elekronik untuk mulai menghitung jeda waktu selama 5 detik baru kemudian kaset botol bergeser. Jeda waktu selama 5 detik tersebut diperhitungkan agar air yang telah dialirkan dari tipping bucket benar-benar sudah masuk kedalam botol.
Pada awal pembuatan mekanik pengge-rak botol, desain awal pembuatan berbentuk
kaset botol dengan sistem penggerak kaset berupa rel yang dipasangkan dengan gear profil H dari motor DC, karena bahan kaset botol dengan sistem seperti ini sudah tidak ada maka sistem ini tidak lagi digunakan, sistem penggerak botol yang digunaan saat ini adalah dengan mengguna-kan kaset botol yang dipasang dengan rel berupa tali penarik dan guide sebagai batas gerak kaset botol agar tidak bergerak ke kanan dan ke kiri pada sebuah pipa PVC berukuran 2,5 inchi, seba-gai pelindung dan batas antara kaset botol dengan lingkungan.
Gambar 13 Kaset Botol dengan Profil Bagian Bawah Kaset Botol Kaset botol terbuat dari bahan
Alumu-nium ringan sehingga mudah ditarik dan kuat, profil alumunium yang digunakan berupa profil H dengan guide di bagian bawah. Kaset botol terlihat seperti gambar 13 dengan warna merah adalah magnet yang di pasang sebagai batas pemberhentian botol dengan hall sensor yang pasang pada pipa PVC.
Pada gambar 13 terdapat gambar yang diperbesar, terlihat bagian bawah kaset botol dengan sistem tali dibuat profil seperti pada
gambar 13, bertujuan untuk mengkaitkan tali pada kaset botol sehingga saat tali bergerak akan menarik kaset botol, profil bawah di buat membentuk V terbalik agar sistem pada tali yang menjadi menjadi guide kaset botol dapat terpasang sempurna dan memastikan bahwa kaset botol akan tertarik. Bentuk bulatan pada tali dibuat sedemikian rupa agar dapat menarik serta tidak tersangkut pada
pulley yang mengakibatan tali terlepas dari
pulley.
Profil Bawah kaset Botol
Sistem Tali pada Kaset Botol
Tali yang Dibentuk
Magnet pada kaset botol
Gambar 14 Ruang kaset botol
Mekanik penggerak botol memiliki 3 ruangan yang terdiri dari: Ruangan A yang berguna sebagai ruang tunggu kaset botol, saat terjadi hujan kaset botol akan bergeser hingga batas magnet sebagai tanda sinyal hall sensor pada bagian antara A dan B. Kaset botol akan bergeser sedikit demi sedikit hingga seluruh kaset botol yang berada diruang A masuk seluruhnya pada ruangan B. Pada ruangan A terdapat 2 buah pulley yang di hubungkan dengan tali terhdap pulley pada motor DC dibagian luar. Pulley pada motor DC dibuat miring agar tali yang keluar dari A dan menuju motor DC tidak tersangkut dengan tali yang keluar dari motor DC menuju ke A.
Ruang B berfungsi sebagai ruang pemberhentian kaset botol sebelum diambil, ruangan A dan B keduanya terlindungi dari lingkungan agar mengurangi adanya kemung-kinan kontaminasi sampel air hujan oleh lingkungan (debu).
Ruang C berfungsi sebagai tempat penutupan botol sampel dengan tutup botol agar air sampel tidak rusak. Ruang C dibuat demikian agar memudahkan pengguna saat mengambil kaset botol pada ruang B dan mengkondisikan kaset botol dan air botol tidak tumpah.
4.4 Pengambilan Data Secara Langsung Saat dilakukan pengambilan data secara langsung dilapangan yang bertempat pada kawasan Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, tanggal 20 Agustus 2011 diperoleh data hujan sebanyak dua botol dalam satu kali hujan. Data pH air hujan dari kedua botol tersebut, yaitu botol 1 dengan pH 5 dan botol 2 dengan pH 6,8.
Konsentrasi polutan yang terbawa oleh hujan sangat bergantung pada intensitas hujan. Jika terjadi hujan dengan intensitas deras dan gerimis pada suatu wilayah dengan kadar polutan yang sama, maka pada hujan intensitas deras akan memiliki peluang besar untuk langsung membawa polutan pada awal hujan sedangkan pada hujan dengan intensitas gerimis maka polutan yang terbawa relative konstan hingga akhir hujan.
Hujan yang terjadi pada tanggal 20 agustus 2011 termasuk hujan dengan intensitas deras, sehingga pada awal terjadi hujan air hujan yang jatuh membawa sebagian besar polutan yang berada di atmosfer yang mengakibatkan kadar keasaman pada air hujan yang jatuh pertama mencapai pH 5 dan semakin berkurang pada botol ke-2 menjadi pH 6,8. Sedangkan pada hujan tanggal 25 september 2011 diperoleh 20 botol sampling dengan gambar grafik di bawah ini.
Tempat Tipping Bucket dan Hall sensor
Pulley pada Sistem tali penarik kaset botol
Motor DC Tempat Keluar Kaset
Botol
Tempat Masuk Kaset Botol
Gambar 15 Kecendrungan pH air Hujan pada alat sampling hujan asam sekuensial tanggal 25 September 2011.
Pada kejadian hujan tanggal 25 september tergolong hujan deras dengan durasi kejadian hujan 1,5 jam. Dengan kondisi tersebut polutan yang berada di atmosfer akan terba-wa oleh hujan yang pertama kali jatuh ke permukaan. Terlihat pada gambar 15 di atas, pH air hujan yang tertampung pada alat sampling hujan sekuensial memiliki kecen-drungan pH yang semakin meningkat seirirng
dengan kejadian hujan. Dengan kategori hujan deras, maka polutan akan terbawa pada awal kejadian hujan dan menyababkan ren-dahnya pH air hujan awal. Semakin lama kejadian hujan maka polutan yang berada di atmosfer akan berkurang dibandingkan deng-an sebelum kejadideng-an hujdeng-an. Hal tersebut di-tandai dengan adanya pH air hujan yang mendekati batas normal pada pH 7.
Gambar 16 Kecendrungan pH air Hujan pada alat sampling hujan asam sekuensial tanggal 28 September 2011 .
Pada kejadian hujan tanggal 28 September 2011, kejadian hujan yang terjadi dikategorikan sebagai hujan dengan intensitas cukup deras dengan kejadian hujan selama 40 menit. Pada pengambilan sampling tersebut alat sampling hujan asam sekuensial hanya dapat menampung 12 botol sampling. Dari sampling hujan yang terjadi pada kali kedua ini, terlihat pH air hujan memiliki
karakteris-tik yang hampir serupa dengan hujan tanggal 25 september. Namun karakter dari pH air hujan tanggal 28 september memiliki ahiran yang masih terus meningkat. Hal tersebut disebabkan oleh polutan yang berada di atmosfer saat terjadi hujan masih lebih sedi-kit, dibandingkan dengan kejadian hujan pada tanggal 25 september. Polutan yang terbawa hujan kali kedua di bulan september ini
meru-pakan sisa polutan yang tidak terbawa saat hujan tanggal 25 september. Sehingga saat terjadi hujan yang hampir sama maka, air hujan akan membawa polutan di awal hujan dan membuat pH air hujan tanggal 28 memi-liki kecendrungan yang terus meningkat.
V. SIMPULAN DAN SARAN