Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama 8 bulan, dimulai pada bulan Januari - Agustus 2012. Pengambilan data spektra Near Infra Red (NIR) tanah dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Analisa hubungan kadar nitrogen tanah dengan panjang gelombang infra merah tertentu dilaksanakan di Pusat Penelitian Fisika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Serpong. Sedangkan pembuatan software dan hardware sistem akuisisi kadar nitrogen tanah dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin dan Otomatisasi, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang akan digunakan untuk pengambilan spektra NIR tanah adalah sampel tanah yang diambil secara komposit dari kedalaman 0-20 cm sebanyak 66 titik pengambilan untuk mewakili sampling yang dilakukan pada proses kalibrasi dan validasi pada Jaringan Saraf Tiruan (JST). Sedangkan pembuatan sistem akuisisi data unsur hara nitrogen menggunakan 25 buah polibag yang berisi tanah dengan kadar nitrogen yang berbeda untuk mencari persamaan regresi linearnya.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Spektrometer NIRFlex N-500 (fiber optic solids) dengan panjang gelombang 1000-2500 nm, digunakan untuk mengambil data spektra tanah pada proses kalibrasi dan validasi. Seperangkat alat optik pendeteksi unsur hara nitrogen berbasiskan sensor infra merah yang dilengkapi alat pemancar gelombang dan detektor pada panjang gelombang 1506 nm.
Selanjutnya data yang diperoleh diolah menggunakan software MINITAB 14 untuk analisis Principal Component Analysis (PCA). Sedangkan untuk analisis Jaringan Saraf Tiruan (JST) menggunakan software MATLAB 7. Proses akuisisi data kandungan unsur hara nitrogen tanah menggunakan software MS Excell untuk mencari persamaan regresi linear antara kadar nitrogen tanah hasil laboratorium dengan satuan tegangan keluaran dari alat pengukur kadar nitrogen tanah berbasis sensor infra merah.
19
Sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah menggunakan mikrokontroler ATmega 32 yang dilengkapi dengan display untuk pembacaan secara digital. Software Code Vision AVR Evaluation V2.05.0 digunakan untuk memasukan program ke mikrokontroler, sedangkan untuk mentransfer data ke komputer atau laptop digunakan software Road to Msi Paralel Port.
Prosedur Penelitian Penelitian Tahap Pertama
Penelitian tahap pertama merupakan proses pembuktian kemampuan NIR dalam memprediksi kandungan nitrogen tanah melalui proses kalibrasi dan validasi menggunakan Jaringan Saraf Tiruan (JST). Diagram alir penelitian tahap pertama dapat dilihat pada Gambar 5.
Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan bertujuan untuk melihat karakteristik tanah secara kualitatif melalui kandungan PH, vegetasi lahan, kemiringan lahan dari bentangan lahan yang akan diambil sampel tanahnya. Hasil dari penelitian pendahuluan ini akan digunakan untuk melihat karakteristik tanah dalam menentukan lokasi titik pengambilan sampel yang tepat, sehingga karakteristik sampel tidak terlalu homogen. Hal ini sangat penting untuk variasi input pada proses pembelajaran JST, sehingga proses kalibrasi dan validasi dapat berjalan efektif.
20
Gambar 5 Diagram alir prosedur penelitian tahap pertama. Persiapan Sampel
Pengambilan sampel tanah dilakukan secara acak pada lokasi yang berbeda karakteristik tanahnya dengan mempertimbangkan kandungan pH, vegetasi lahan, kemiringan lahan dan kadar air tanah secara kualitatif. Sampel tanah diambil secara komposit pada kedalaman 0-20 cm sebanyak 66 sampel. Sampel tanah yang diperoleh dibagi dua, selanjutnya dikemas ke dalam plastik A dan plastik B yang tertutup rapat untuk menghindari perubahan sifat fisik dan kimia tanah pada saat pengujian di
21
laboratorium dan pengambilan spektra. Sampel dari kelompok A dibawa ke laboratorium pengujian tanah untuk menganalisis kadar N tanah. Sedangkan sampel dari kelompok B akan dianalisis menggunakan spektroskopi NIR. Secara jelas, cara pengambilan sampel tanah dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Pengambilan sampel tanah secara komposit.
Dari 66 kelompok sampel tanah, 2/3 dari total kelompok sampel atau sebesar 44 sampel digunakan untuk kalibrasi, sedangkan 1/3 dari total kelompok sampel tanah atau sebesar 22 sampel digunakan untuk validasi.
Pengambilan Spektra NIR Tanah
Spektra yang diambil pertama kali yaitu spektra reference yang menggunakan reference berwarna putih sebagai sampel. Hal ini dilakukan agar semua sampel yang akan diambil spektranya berada pada kondisi awal yang sama, kemudian sampel tanah akan disinari dengan gelombang NIR menggunakan NIRFlex N-500 (fiber optic solids) pada panjang gelombang 1000-2500 nm. Daerah yang disinari akan memberikan hasil berupa spektra yang direkam oleh detektor. Informasi yang diperoleh merupakan hasil interaksi gelombang elektronika dengan komponen unsur kimia pada tanah. Pembacaan spektra akan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak spektra suite NIRware 1.2 yang terhubung dengan NIRFlex N-500-fiber optic solid (Gambar 7).
22
Gambar 7 NIRFlex N-500 (a) dan spektra suite NIRware 1.2 (b).
Nilai yang diperoleh adalah nilai absorban yaitu nilai NIR yang diserap oleh objek, nilai absorban dapat ditentukan dengan Persamaan 12 :
………..…. (12) dimana:
Aα = Nilai absorban
Sα = Intensitas panjang gelombang pada sampel Dα = Intensitas panjang gelombang pada dark Rα = Intensitas panjang gelombang pada reference
Setiap sampel tanah akan diambil spektranya sebanyak 3 kali dalam bentuk komposit (Gambar 8).
Gambar 8 Pengambilan spektra tanah dalam bentuk komposit. Pengukuran Kadar Nitrogen Tanah
Kadar nitrogen dalam bentuk nitrogen tanah diukur di laboratorium pengujian tanah untuk referensi output hasil spektra yang diperoleh pada analisa tanah menggunakan NIRFlex N-500. Nilai nitrogen (N) yang diperoleh pada pengujian di
b a
23
laboratorium akan dibandingkan dengan spektra yang diperoleh untuk menentukan hubungan spektra dengan nilai aktual kadar nitrogen (N) tanah.
Pengembangan Model Jaringan Saraf Tiruan (JST)
Data hasil pengukuran adalah berupa data reflektan selanjutnya ditransformasi menjadi nilai absorban menurut persamaan Absorban = Log (1/Reflektan). Semua data masukan merupakan nilai principal component (PC) spektra tanah pada panjang gelombang 1000 – 2500 nm yaitu PC1, PC2,.., PCn.
JST dilatih dengan menggunakan algoritma backpropagation (penjalaran balik). Fungsi transfer yang dipilih adalah fungsi sigmoid. Dalam pembelajaran backpropagation semua data input sudah dinormalisasi. Sampel yang digunakan sebagai pembelajaran (training) dalam JST berjumlah 44 sampel sedangkan 22 sampel sisanya digunakan sebagai validasi untuk memperoleh nilai prediksi.
Arsitektur JST yang dibuat terdiri dari tiga lapisan yaitu : lapisan input, lapisan terselubung dan lapisan output. Lapisan input JST terdiri dari 5, 8 dan 11 principal component (PC) dari data absorban NIR sampel tanah. Jumlah iterasi yang digunakan sebesar 5000, 10000, 15000, 25000, 50000, 75000 dan 100000 iterasi untuk setiap jaringan. Untuk memperoleh nilai bobot yang benar jaringan saraf tiruan dilatih berdasarkan suatu data yang disebut training set (pelatihan). Laju pelatihan dan momentum yang digunakan adalah 0.8. Lapisan terselubung digunakan variasi noda 2, 4, 6, 8, dan 10 noda. Output JST adalah berupa kandungan nitrogen tanah. Pelatihan berakhir pada jumlah iterasi yang telah ditetapkan sehingga diperoleh nilai error yang kecil. Model jaringan saraf tiruan seperti pada Gambar 9.
24
Gambar 9 Model jaringan saraf tiruan tiga lapis (backpropagation method).
Analisa Data
Nilai prediksi unsur N hasil JST akan divalidasi dengan nilai unsur N yang dilakukan secara kimia (nilai referensi). Untuk menentukan hubungan antara keduanya maka dihitung beberapa parameter yang dapat menjelaskan sejauh mana hasil prediksi itu baik atau kurang memuaskan. Parameter yang digunakan adalah Root Mean Square Error Validation(RMSEV), dan Coefficient of Variability (CV) seperti pada Persamaan 13 dan 14 (Williams in William and Norris, 1987).
n Ya Yp RMSEV
2 ……… (13) % 100 x y RMSEV CV ……….………. (14) Dimana : RMSEV = Root Mean Square Error ValidationYp = Nilai hasil dugaan JST
Ya = Nilai referensi
y = Nilai rataan referensi
n = Jumlah sampel yang digunakan dalam validasi
25
Validasi dilakukan untuk menguji ketepatan prediksi JST terhadap contoh yang diberikan selama proses pelatihan. Proses validasi dilakukan dengan memberikan sampel data yang berbeda dengan data yang digunakan saat pelatihan sekaligus untuk melihat kemampuan JST dalam memberikan jawaban yang benar.
Walpole (1995) menyatakan bahwa dengan simpangan baku (standar deviasi) saja kita tidak dapat mengatakan banyak mengenai keragaman satu kumpulan data. Ukuran lain yang mungkin lebih layak adalah koefisien keragaman (CV) yang didefinisikan sebagai CV x100% menyatakan simpangan baku sebagai persentase dari nilai tengahnya. Koefisien keragaman dapat digunakan untuk membandingkan dua keragaman kelompok data yang selang nilainya jauh berbeda satu sama lain bahkan dapat digunakan untuk membandingkan keragaman dua atau lebih kelompok data meskipun satuan pengukurannya tidak sama. Fontaine et al. (2002) mendefenisikan CV(coefficient of variation) sebagai relative standar deviasi (RSD) =s/x x100% untuk membandingkan keragaman sampel dengan hasil kalibrasi NIRS. Fang et al. (2000) mengevaluasi performance JST dengan parameter RMS (root mean square
error
n Ya Yp 2, koefisien determinasi (R2) dan relative error (RE=RMS/rataan data referensi x 100).
Penelitian Tahap Kedua
Penelitian tahap kedua merupakan proses analisa spektra dan pembuatan sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah berbasis sensor infra merah. Diagram alir prosedur penelitian tahap kedua dapat dilihat pada Gambar 10.
Analisa Spektra NIR Sampel Tanah
Spektra NIR yang diperoleh dari 66 sampel tanah dianalisa untuk memperoleh panjang gelombang tertentu yang mempunyai bobot yang sangat berat untuk penentuan nitrogen tanah. Panjang gelombang yang dipilih tersebut akan dijadikan dasar pembuatan perangkat lunak sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah.
26
Gambar 10 Diagram alir prosedur penelitian tahap kedua.
Pembuatan Seperangkat Alat Optik Pemancar dan Penerima Gelombang Infra Merah
Pembuatan seperangkat alat optik menggunakan prinsip pemancaran sinar infra merah dengan panjang gelombang tertentu yang mengenai objek dan pantulan gelombang diterima oleh photodetektor. Alat pemancar sinar infra merah menggunakan panjang gelombang 1506 nm, sesuai dengan analisa spektra infra merah yang telah dilakukan sebelumnya. Sedangkan photodetektor yang digunakan mempunyai kisaran panjang gelombang 800 – 1800 nm. Hasil pengukuran pantulan gelombang yang diterima photodetektor dibaca menggunakan osiloskop dalam satuan voltage. Sumber
27
tenaga berasal dari listrik. Secara jelas skema seperangkat alat optik penerima dan pemancar gelombang infra merah dapat dilihat pada Gambar 11. Spesifikasi dari masing-masing komponen disajikan pada Lampiran 1.
Gambar 11 Seperangkat alat optik pemancar dan penerima gelombang infra merah. Persiapan Sampel
Sampel tanah yang akan diambil spektranya dalam satuan voltage sebanyak 25 buah sampel. Setiap sampel tanah dimasukkan ke dalam plastik dengan berat 600 gr. Sampel tanah berasal dari titik pengambilan sampel yang sama dengan diberi perlakuan urea dengan dosis yang berbeda-beda, seperti yang disajikan pada Tabel 4. Proses persiapan sampel dapat dilihat pada Gambar 12. Selanjutnya sampel tanah dibiarkan selama seminggu agar tanah dan pupuk menjadi homogen. Selanjutnya sampel tanah yang telah diambil spektranya akan diuji di laboratorium tanah untuk mengukur kandungan nitrogen tanah aktual sebagai referensi.
Laser Source Digital Tunable Laser
Transmittance and Photodetector Osiloskop
28 Tabel 4 Dosis perlakuan pupuk pada sampel tanah
Sampel Jumlah Pupuk Urea
Jumlah Unsur Nitrogen Massa (g) % Massa (g) % 67 10 1.64 4.50 0.74 68 20 3.23 9.00 1.45 69 30 4.76 13.50 2.14 70 40 6.25 18.00 2.81 71 50 7.69 22.50 3.46 72 60 9.09 27.00 4.09 73 70 10.45 31.50 4.70 74 80 11.76 36.00 5.29 75 90 13.04 40.50 5.87 76 100 14.29 45.00 6.43 77 110 15.49 49.50 6.97 78 120 16.67 54.00 7.50 79 130 17.81 58.50 8.01 80 140 18.92 63.00 8.51 81 150 20.00 67.50 9.00 82 160 21.05 72.00 9.47 83 170 22.08 76.50 9.94 84 180 23.08 81.00 10.38 85 190 24.05 85.50 10.82 86 200 25.00 90.00 11.25 87 210 25.93 94.50 11.67 88 220 26.83 99.00 12.07 89 230 27.71 103.50 12.47 90 170 22.08 76.50 9.94 91 0 0 0 0
29
Pengambilan Spektra Tanah
Pengambilan spektra tanah oleh laser menggunakan panjang gelombang 1506 nm berdasarkan hasil analisa spektra tanah yang diperoleh menggunakan NIR spektroscopy. Hasil pengukuran akan disimpan dalam bentuk tegangan dengan satuan voltage.
Pengambilan spektra tanah diambil dalam kondisi statis dan dinamis. Pada kondisi statis, tanah pada petridish dalam keadaan diam pada saat diambil spektra tanahnya. Sedangkan pada kondisi dinamis, tanah dalam petridish dalam keadaan bergerak pada saat diambil spektranya.
Informasi yang diperoleh merupakan hasil interaksi gelombang elektronik dengan komponen unsur kimia pada tanah. Pembacaan spektra akan dilakukan dengan menggunakan osiloskop. Setiap sampel tanah akan diambil spektranya sebanyak 3 kali menggunakan petridish(Gambar 13).
Gambar 13 Pengambilan spektra tanah dalam bentuk komposit.
Pengukuran Kadar Nitrogen Tanah
Kadar nitrogen sampel tanah diukur di laboratorium pengujian tanah untuk untuk mengetahui konsentrasi kadar nitrogen tanah yang sebenarnya. Hasil pengukuran ini akan dijadikan referensi output bagi satuan voltase hasil spektra tanah yang diperoleh menggunakan laser dengan panjang gelombang 1506 nm.
Kalibrasi Pendugaan Kadar Nitrogen Tanah
Data hasil pengukuran adalah berupa data tegangan dari masing-masing sampel tanah dalam plastik yang diambil sebanyak 3 kali ulangan. Data nilai tegangan dari 25 sampel tanah akan diplotkan pada sumbu y, sedangkan kadar nitrogen tanah hasil uji
30
laboratorium akan diplotkan ke sumbu x. Hasil dari titik-titik yang diplotkan tersebut akan membentuk suatu persamaan regresi linear. Selanjutnya nilai R2 akan diambil untuk melihat sejauh mana kekuatan hubungan antara tegangan dan kadar nitrogen tanah untuk melihat keakuratan pendugaan kadar nitrogen tanah menggunakan infra merah dengan panjang gelombang 1506 nm.
Pembuatan Peraga dan Perekam Data Kadar Nitrogen Tanah
Peraga dan perekam data kadar nitrogen tanah dibuat dengan merancang sebuah program pengukuran konsentrasi nitrogen tanah menggunakan bahasa C dengan memasukkan persamaan regresi yang menjelaskan hubungan antara besarnya tegangan yang dihasilkan sensor infra merah dengan konsentrasi kadar nitrogen tanah. Pembuatan program menggunakan software Code Vision AVR Evaluation V2.05.0 yang sekaligus berfungsi sebagai compiler program. Selanjutnya program tersebut dimasukkan ke dalam sebuah mikrokontroler ATmega 32 untuk otomatisasi pembacaan dan penyimpanan data sementara dari pengukuran kadar nitrogen tanah yang dilakukan. Spesifikasi mikrokontroler ATmega 32 disajikan pada Lampiran 2. Diagram alir sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14Diagram alir akuisisi data kadar nitrogen tanah.
Mulai Spektra tanah dalam satuan v Hitung % N Akuisisi konsentrasi nitrogen diteruskan Data perhitungan disimpan
Transfer data ke laptop/PC
Selesai
Ya
31
Sistem akuisisi data tersebut dirancang dalam suatu bentuk hardware alat ukur kadar nitrogen tanah yang portabel untuk dibawa ke lapangan, sehingga dapat diletakkan atau dipasang pada implemen yang sedang berjalan atau melakukan pekerjaan. Pengujian sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah tidak dilaksanakan dalam keadaan yang sebenarnya di lapangan menggunakan sensor infra merah, tetapi dalam bentuk simulasi menggunakan suatu pembangkit tegangan yang mempunyai karakteristik kisaran tegangan yang sama dengan kisaran tegangan pada saat pengukuran menggunakan sensor infra merah dengan panjang gelombang 1506 nm. Skema rangkaian alat ukur kadar nitrogen tanah dalam rangka pengembangan sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15Skema rangkaian alat ukur kadar nitrogen tanah.
Pada rangkaian pembangkit tegangan, kisaran tegangan yang digunakan pada saat melakukan simulasi diatur dengan memperhatikan kisaran tegangan yang dihasilkan pada saat pengukuran menggunakan sensor infra merah dengan panjang gelombang 1506 nm. Pengaturan kisaran panjang gelombang ini bertujuan untuk mencegah kadar nitrogen bernilai negatif berdasarkan persamaan regresi linear yang diperoleh.
Pengaturan batas atas dan batas bawah kisaran tegangan, dilakukan dengan cara memutar kedua trimpot 50 kΩ untuk merubah besarnya resistansi yang dilewatkan oleh trimpot. Kisaran yang dianggap sesuai untuk melakukan simulasi pada rangkaian pembangkit tegangan berada pada 103.26 – 153.26 mV. Rangkaian pembangkit tegangan dihubungkan dengan catu daya sebesar 5V. Skema rangkaian pembangkit tegangan pada alat pengukur kadar nitrogen tanah dapat dilihat pada Gambar 16.
32
Gambar 16Skema rangkaian pembangkit tegangan.
Tegangan yang keluar dari rangkaian pembangkit tegangan dikuatkan agar konversi tegangan analog ke digital dapat dilakukan dengan kisaran yang lebih besar, sehingga hasil pengukuran mempunyai akurasi yang lebih tinggi. Rangkaian penguat ini menggunakan LM324 yang dihubungkan dengan catu daya 5V. Skema rangkaian penguat dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17Skema rangkaian penguat. Vcc 5V R1 271 Ω R2 271 Ω R3 50 kΩ R4 50 kΩ R5 10 kΩ C1 1 μF V out R1 = Resistor 271 Ω R2 = Resistor 271 Ω R3 = Trimpot 50 kΩ R4 = Trimpot 50 kΩ R5 = Potensiometer 10 k Ω C1 = Kapasitor 1 μF + - + - + - Vin V1 V2 V3 R1 1 kΩ R2 3k3 Ω R3 1 kΩ R4 6k4 Ω C1 0.1 μF Vout PA7
33
Jumlah penguatan pada skema rangkaian pada Gambar 19 dapat dihitung dengan cara sebagai berikut (Persamaan 15, 16, 17, 18, 19, 20) :
Vin Ri Rf Vout 1 ……….………….………. (15) Vin V1 ……….…………... (16) 1 1 2 1 2 V R R V ↔ 1 1000 3300 1 2 V V ↔ V24.3V1………..………… (17) 2 3 4 1 3 V R R V ↔ 2 1000 6400 1 3 V V ↔ V37.4V2 ……….. (18) 3 V
Vout ↔ Vout7.4V2 ↔ Vout7.4(4.3V1) ↔ Vout31.82V1……… (1λ)
karena V1Vin maka Vout31.82Vin ……… (20)
Dari perhitungan di atas penguatan yang dilakukan sebanyak 31.82 kali, dengan pertimbangan batas atas kisaran tegangan pada pembangkit tegangan sebesar 153.26 mV sehingga dengan penguatan 31.82 kali menjadi 4876.73 mV. Nilai tersebut mendekati 5000 mV yang merupakan nilai maksimal tegangan pada mikrokotroler ATmega 32.
Selanjutnya tegangan hasil penguatan masuk ke mikrokontroler ATmega 32 melalui pin PA7 untuk diolah menjadi nilai digital dengan konfigurasi 10 bit. Sehingga step yang dihasilkan sebesar 5000mV/1024=4.88mV/nilai digital. Selanjutnya nilai digital dikonversi kembali ke nilai tegangan untuk menghitung kadar nitrogen tanah. Perhitungan dan perekaman kadar nitrogen tanah setiap 0.5 detik. Hasil perekaman dan perhitungan akan ditampilkan pada display 16 x 2 (16 karakter dengan 2 baris).
Selain itu alat pengukur kadar nitrogen tanah ini dilengkapi tombol interupsi untuk menghentikan proses perekaman dan transfer data. Pada saat tombol interupsi ditekan maka proses perekaman akan berhenti. Penekanan tombol interupsi selanjutnya akan mentransfer data ke PC/laptop. Selain itu sistem ini juga dilengkapi dengan tombol on/off untuk menghidupkan dan mematikan sistem. Pada saat sistem dihidupkan maka akan tersedia waktu selama 4 detik untuk menekan tombol interupsi untuk proses transfer data sebelum melakukan pengukuran selanjutnya. Konfigurasi penggunaan pin pada mikrokontroler ATmega 32 dapat dilihat pada Gambar 18.
34
Gambar 18Konfigurasi penggunaan pin Mikrokontroler ATmega 32. Simulasi Pengujian Sistem Akuisisi Data Kadar Nitrogen Tanah
Simulasi yang dilakukan untuk melihat kinerja dari alat pengukur kadar nitrogen tanah dalam rangka pengembangan sistem akuisisi data kadar nitrogen tanah terdiri dari dua tahapan yaitu :
1. Tahap pertama : uji resolusi
Pada tahapan ini pembangkit tegangan pada alat ukur kadar nitrogen tanah akan memberikan tegangan yang berbeda-beda secara simultan dengan cara memutar potensiometer sampai batas atas dan batas bawah selama 60 detik. Alat akan menghitung dan merekam nilai digital, input tegangan dan konsentrasi kadar nitrogen setiap 0.5 detik, sehingga diperoleh 120 data. Selanjutnya akan dicari nilai maksimal dan minimal untuk melihat rentang data yang diperoleh. Rentang data tersebut akan digunakan untuk melihat resolusi dari tegangan ADC dan kadar nitrogen hasil pengukuran dengan menggunakan Persamaan 21 dan 22.
RND RNT RT ……….. (21) Rangkaian Penguatan 31.82 kali Flash Memory Display LCD 16x2 interupsi Keterangan : TKKN : Resolusi Tegangan RNKN : Rentang Nilai Tegangan RND : Rentang Nilai Digital
35
RND RNKN
RKN ……….. (22)
Selain itu pada tahapan ini, dihitung besarnya penguatan tegangan yang terjadi dibandingkan dengan perhitungan yang diperoleh.
2. Tahap kedua : uji noise
Pada tahapan ini pembangkit tegangan memberikan nilai tegangan yang sama selama 60 detik. Alat akan menghitung dan merekam nilai digital, input tegangan dan kadar nitrogen setiap 0.5 detik, sehingga diperoleh 120 data pada satu nilai tegangan yang sama. Simulasi ini akan dilakukan sebanyak 3 kali ulangan dengan durasi pengukuran yang sama. Selanjutnya akan dicari selisih nilai rata-rata dari nilai digital, tegangan ADC dan kadar nitrogen untuk setiap ulangan dalam rangka melihat tingkat noise alat. Uji t dilakukan untuk mengetahui kesamaan pola data pada setiap ulangan yang akan menunjukkan kestabilan alat dalam melakukan pengukuran. Keterangan :
RKN : Resolusi Kadar Nitrogen Tanah RNKN : Rentang Nilai Kadar Nitrogen Tanah RND : Rentang Nilai Digital
36