ii ABSTRAK
SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH MENGGUNAKAN DS18B20 DAN PERHITUNGAN RESISTIVITAS TANAH MENGGUNAKAN METODE
GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER
Oleh
Dwi Vaolina Sari
Karakteristik tanah yang penting adalah suhu dan resistivitas. Penelitian ini mengukur suhu tanah dengan sensor DS18B20. Beda potensial diukur dengan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Wenner dan arus diukur dengan multimeter digital. Pengukuran dikendalikan oleh Arduino Uno. Jenis logam, yaitu stainless. Jarak setiap logam adalah 10 cm. Rata-rata nilai suhu pasir adalah 28.70C, suhu tanah kebun adalah 27.310C, dan suhu tanah di jurusan Fisika adalah 26.20C. Resistivitas pasir adalah 2422.748 Ωm,
resistivitas tanah kebun adalah 22.81712 Ωm, dan resistivitas tanah di jurusan Fisika adalah 16.3033 Ωm. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai suhu meningkat
maka nilai resitivitas meningkat.
i
ABSTRACT
MEASUREMENT OF SOIL TEMPERATURE USING DS18B20 AND ITS
RESISTIVITY USING WENNER’S CONFIGURATION OF GEOELECTRIC METHOD
By
Dwi Vaolina Sari
The important characteristics of soil are temperature and resistivity. This research measured the soil temperature using DS18B20 sensor. The potential difference has been measured by the geoelectric using Wenner configuration and the current has been measured by the digital multimeter. The measurement is controlled by Arduino Uno. This type of metal is steel. The distance of each metal is 10 cm. The average value of the sand temperature was 28.70C, garden soil temperature was 27.310C, and soil temperature at the Department of Physics was 26.20C. Resistivity sand was 2422.748 Ωm, garden soil resistivity was 22.81712 Ωm, and soil resistivity at the Department of Physics was 16.3033 Ωm. The results showed that if the temperature increases, so the value increases resistivity.
iii
SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH MENGGUNAKAN DS 18B20 DAN PERHITUNGAN RESISTIVITAS TANAH MENGGUNAKAN
METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER
Oleh
DWI VAOLINA SARI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA SAINS
Pada Jurusan Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
iv
Judul Skripsi :SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH
MENGGUNAKAN DS18B20 DAN
PERHITUNGAN RESISTIVITS TANAH MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER Nama Mahasiswa :Dwi Vaolina Sari
Nomor Pokok Mahasiswa :1117041010
Jurusan :Fisika
Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
MENYETUJUI 1.Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Warsito, D.E.A Arif Surtono, M.Si, M.Eng NIP 19710212 199512 1 001 NIP 19710909 200012 1 001
2.Ketua Jurusan Fisika FMIPA
v
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Prof. Dr. Warsito, D.E.A ...
Sekretaris : Arif Surtono, M.Si., M.Eng ... Penguji
Bukan Pembimbing: Gurum Ahmad Pauzi, M.T ...
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Suharso,Ph.D
vi
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah dilakukan oleh orang lain, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana disebutkan dalam daftar pustaka, selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.
Apabila pernyatan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenakan sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, Oktober 2015
ix
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Dwi Vaolina Sari dilahirkan pada tanggal 13 April 1994 di Sekampung Lampung Timur. Anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Alm.Bapak Kasiman dan Alm.Ibu Tuti Minarni. Pendidikan dasar penulis diselesaikan pada tahun 2005 di SDN1 Sribasuki, kemudian melanjutkan pendidikan tingkat SMPN2 Batanghari diselesaikan pada tahun 2008. Pendidikan tingkat atas dilanjutkan di SMAN 5 Metro selesai pada tahun 2011. Pada tahun 2011 penulis terdaftar sebagai mahasiswi Fisika FMIPA melalui jalur SNMPTN tertulis.
Selama menjadi mahasiswi, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI), Rohani Islam dan NATURAL lembaga pers mahasiswa FMIPA Unila. Pada bulan Januari – Februari 2014 penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di bidang Instrumentasi PT. Krakatau Steel (Persero) Tbk.
vii
Penuh rasa syukur kepada Allah raja semesta alam, Saya persembahkan karya ini untuk orang-orang yang saya cintai
dan saya sayangi karena Allah SWT
Alm.Ayah dan Alm.Bunda
Terima kasih atas keikhlasan, cinta dan cita yang sudah diberikan
Mas
Deni
Terima kasih segala Perjuangannya
Bapak-Ibu Dosen dan Bapak- Ibu Guru
Terima kasih atas ilmu pengetahuan dan budi pekerti
yang telah membuat saya mandiri serta dewasa
dan
Almamater saya Universitas Lampung
viii MOTTO
“Wahai Orang-orang yang Beriman Mengapa Kamu mengatakan Sesuatu
yang tidak Kamu Kerjakan? “ QS. As-Shaff : 2
“Siapa yang Menempuh Jalan Menuntut Ilmu maka Allah akan Mudahkan
Jalan untuknya Ke Surga”(Abu Hurairah)
vii
Penuh rasa syukur kepada Allah raja semesta alam, Saya persembahkan karya ini untuk orang-orang yang saya cintai
dan saya sayangi karena Allah SWT
Alm.Ayah dan Alm.Bunda
Terima kasih atas keikhlasan, cinta dan cita yang sudah diberikan
Mas
Deni
Terima kasih segala Perjuangannya
Bapak-Ibu Dosen dan Bapak- Ibu Guru
Terima kasih atas ilmu pengetahuan dan budi pekerti
yang telah membuat saya mandiri serta dewasa
dan
Almamater saya Universitas Lampung
xi
SANWACANA
Alhamdullilah, penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik berkat dorongan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Warsito, D.E.A. dan Bapak Arief Surtono, S.Si.,M.Si.,M.Eng. atas kesediannya sebagai pembimbing.
2. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si.,M.T. atas kesediannya sebagai penguji. 3. Bapak Posman Manurung, M.Si.,Ph.D. Atas kesediannya membantu dalam
meminjamkan buku untuk memahami teori yang digunakan.
4. Bapak Drs. Ediman Ginting, M.Si. selaku Pembimbing Akademin (PA). 5. Para Dosen serta karyawan di Jurusan Fisika MIPA Universita Lampung. 6. Kedua Alm. orang tua saya yang sudah memberikan semangat untuk terus
berkarya.
7. Mas Deni, Kakak dan Mb iim di Jawa, Mb Defi Setia, Mb Olif, Mb Dwi Puji Astuti, Mb Ulum, Umi Latifah, Vivi, dan Sunarsih atas material dan motivasi yang telah diberikan.
8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2011: Putri, Nawira, Yuni, Fatul, Sammy, Rizal, Ali, Dewi, Umi Roh, Annisa, Puji, Luluk, Shinta, teteh Naila dan semua pihak yang telah membantu dan memberikan keceriaan.
Semoga Allah SWT memberi balasan atas segala usaha yang telah dilakukan oleh berbagai pihak sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dan bermanfaat.
Bandar Lampung, Oktober 2015
xii
2.3.11.Elektroda Arus Tunggal di Permukaan Tanah Homogen ... 19
2.3.12.Dua Elektroda Arus di Permukaan Tanah Homogen ... 23
2.3.13.Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial ... 26
xiii
4.3.Analisis Program Pengukuran Suhu dan Resistivitas tanah ... 54
4.3.1. Program yang Ditulis di Bascom AVR ... 55
4.4.Pengujian Sistem Pengukuran Suhu dan Resistivitas Tanah ... 62
4.4.1. Hasil Pengujian Sistem ... 62
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 72
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Spesifikasi dari Arduino Uno... 29
Tabel 2.2. Pin pada LCD ... 35
Tabel 3.1. Konfigurasi pin data logger dan Arduino Uno ... 42
Tabel 3.2. Data Pengujian Alat ... 48
Tabel 4.1. Hasil pengujian sensor dan termometer digital ... 52
Tabel 4.2. Pengujian sistem di tanah halaman jurusan Fisika FMIPA ... 63
Tabel 4.3. Pengujian sistem di tanah pasir ... 64
Tabel 4.4. Pengujian sistem di tanah kebun ... 65
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Pergerakan muatan q dari titik A ke titik B dalam medan listrik. 14
Gambar 2.2. Sumber Arus tunggal di tanah homogen ... 20
Gambar 2.3. Sistem koordinat Bola ... 22
Gambar 2.4. Dua pasang elektroda arus dan potensial ... 24
Gambar 2.5. Konfigurasi wenner ... 26
Gambar 2.6. Sensor DS18B20 ... 28
Gambar 2.7. Arduino Uno ... 30
Gambar 2.8. Bentuk fisik micro SD ... 31
Gambar 2.9. Bentuk fisik data logger ... 33
Gambar 2.10. Bentuk fisik RTC ... 33
Gambar 2.11. LCD 4X20 ... 35
Gambar 3.1. Diagram block perancangan pengukuran suhu dan resistivitas ... 38
Gambar 3.2. Dua pasang elektroda yang di injeksi ke tanah ... 39
Gambar 3.3. Rangkaian sensor DS18B20 ... 40
Gambar 3.4. Rangkaian RTC ... 41
Gambar 3.5. Rangkaian data logger ... 42
Gambar 3.6. Rangkaian LCD ... 42
Gambar 3.7. Rangkaian pengukuran suhu dan resistivitas tanah ... 44
Gambar 3.8. Diagram alir perancangan perangkat lunak ... 45
Gambar 4.1. Sistem Pengukuran suhu dan resistivitas tanah ... 49
Gambar 4.2. Pengujian alat saat si lapangan ... 50
Gambar 4.3. Grafik Suhu ... 52
Gambar 4.4. Tampilan pada LCD ... 53
Gambar 4.5. Tampilan data tersimpan ... 54
Gambar 4.6. Tampilan depan menerangkan tanggal dan waktu ... 54
Gambar 4.7. Hex Loader in Emdebe Loader V2.0-For Arduino ... 61
Gambar 4.8. Suhu tanah ... 66
Gambar 4.9. Arus pada tanah ... 66
Gambar 4.10. Beda Potensial tanah dilihat dari konfigurasi wenner ... 68
Gambar 4.11. Resistivitas Tanah ... 68
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Tanah pertanian yang baik ditentukan oleh sejauh mana manusia itu terampil mengolahnya, sehingga saat terjadi kesalahan dalam pengolahan akan dapat mengakibatkan kerusakan-kerusakan tanah dari sifat kesuburannya. Tanah merupakan medium alam untuk pertumbuhan tanaman. Faktor internal gagal panen para petani disebabkan karena keseimbangan sifat dalam tanah tidak stabil sehingga dapat menghambat pertumbuhan tanaman dan menghambat berkembangan akar tanaman. (Buckman, 1982).
(c), senyawa sulfida; perak sulfida (AgS), senyawa halogen, senyawa karbonat, nitrat seperti kalsit, senyawa sulfat, chromat, senyawa fostat, senyawa silikat. Adapun sifat fisika tanah berupa tekstur, suhu, permeabilitas, resistivitas tanah, dan kedalaman tanah (Hakim, 1986).
Di dalam tanah terjadi proses nitrifikasi bagi tumbuhan, nitrifikasi merupakan proses oksidasi enzimatik yang dilakukan oleh bakteri-bakteri. Bakteri nitrifikasi sangat peka terhadap lingkungan. Faktor – faktor tanah yang mempengaruhi proses nitrifikasi yaitu aerasi, suhu, kelembaban, kapur aktif, pupuk dan ikatan karbon-nitrogen. Diketahui bahwa suhu sangat menunjang proses nitrifikasi, proses ini akan berjalan baik antara 270C sampai 320C. Pada suhu 520C nitrifikasi secara praktis berhenti dan pada titik beku nitrifikasi tidak terjadi (Hakim, 1986).
(Sunawar, 2008). Semakin tinggi nilai tahanan tanah maka resistivitas tanah akan semakin tinggi dan sebaliknya ( Pasaribu, 2011).
Belum adanya indikator kualitas tanah dilihat dari hubungan suhu tanah dan resitivitas tanah, petani hanya menggunakan metode kira-kira dan pengalaman saja dalam proses penanaman. Penggunaan metode pengalaman dan kira-kira ini bisa menyebabkan penurunan kualitas tanah bahkan bisa menyebabkan tanah tidak subur dan berdampak kerugian pada tanaman.
elektroda tersebut ditanam sejajar dan jarak tanam sama besar. Sistem yang bertugas sebagai pusat pengendali dari pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah penelitian ini yaitu Arduino Uno. Tugas utama Arduino Uno adalah memproses data yang diterima dari sensor DS 18B20 dan dua pasang elektroda.
1.2.Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Bagaimana cara penggunakaan metode geolistrik empat buah logam konfigurasi wenner yang terhubung dengan Arduino Uno?;
2. Bagaimana mengembangkan sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah secara realtime yang terhubung dengan Arduino Uno?;
3. Bagaimana menggunakan Arduino Uno sebagai pengendali utama dan mengatur pewaktuan, serta penyimpanan data menggunakan data logger.
1.3.Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini sebagai berikut:
1. Membuat alat sistem pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah dengan memanfaatkan sensor DS 18B20 dan metode geolistrik resistivitas empat logam elektroda konfigurasi Wenner;
2. Merancang sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah secara realtime yang terhubung dengan Arduino Uno;
1.4.Batasan Masalah
Batasan masalah penelitian ini sebagai berikut:
1. Sensor suhu yang digunakan adalah sensor DS 18B20;
2. Resistivitas tanah diukur menggunakan metode geolistrik resistivitas empat elektroda konfigurasi Wenner;
3. Empat elektroda konfigurasi Wenner menggunakan 4 logam stainless, dengan panjang logam 40cm dan diameter 1,33cm dan berat 1,6ons; 4. Jarak antara logam sebesar 10cm;
5. Empat logam dan sensor DS 18B20 untuk mengukur resistivitas dan suhu tanah yang ditanam pada jarak kedalaman tanah sebesar 30cm; 6. Arduino yang digunakan adalah Arduino Uno dan micro SD sebesar 2
GB.
1.5.Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini sebagai berikut:
1. Dapat memantau informasi suhu dan resistivitas secara realtime ; 2. Alternatif baru dalam proses pengukuran data suhu dan resistivitas
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Sebelumnya
Penelitian tentang pengukuran resistivitas tanah dan suhu tanah sudah pernah dilakukan oleh berbagai peneliti. Salah satunya pernah dilakukan oleh Muallifah (2009) tentang pengukuran resistivitas tanah, dan adapun untuk pengukuran suhu tanah pernah dilakukan oleh Putranto dkk (2009).
resistivitas tanah pada penelitian ini yaitu pada panjang jarak elektroda 7 m memiliki nilai rata-rata resistivitas tanah 10281,95 Ωm.
Sifat fisika tanah berupa suhu tanah, pada penelitian Putranto (2009), menggunakan sensor SHT11. Sensor ditanam pada kedalaman 1m, 3m dan 5m. Kabel yang digunakan untuk sensor berupa kabel unshielded twisted pair(UTP) dengan panjang 2m, 4m dan 6m. Sensor terlebih dahulu dikalibrasi, dimana proses kalibrasi dilakukan di Pusat Instrumentasi dan Kalibrasi Meteorologi BMKG dengan menggunakan temperature chamber dan alat ukur suhu standar Fluke Heart Scientific, Besarnya nilai koreksi hasil kalibrasi yang digunakan adalah -0,4434°C. Nilai ini dimasukkan langsung
ke dalam program mikrokontroler pada bagian perhitungan nilai sensor.
Pengukuran penelitian ini dilakukan selama 1 menit untuk data suhu tanah yang diambil dengan interval waktu 5 detik. Diketahui bahwa pada kedalaman 5m memiliki suhu terbesar yaitu 25,020C sementara sensor pada kedalaman 1m memiliki suhu terkecil yaitu 24,540C terhadap tanah.
2.2.Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya
dihasilkan direkam menggunakan micro SD 2 GB yang diketahui pewaktuan data menggunakan RTC. Adapun perbedaan penelitian dengan sebelumnya, penelitian Muallifah (2009) tentang resistivitas tanah, penelitian tersebut hanya fokus pada sifat fisika tanah berupa resistivitas tanah. Adapun penelitian Putranto dkk (2009) hanya mengenai suhu tanah, penelitian ini menggunakan sensor SHT11, dengan kemampuan sensor SHT11 dapat mengukur suhu dari 200C sampai 300C.
2.3.Teori Dasar 2.3.1. Tanah
2.3.2. Air Tanah
Air tanah dibedakan menjadi dua, yaitu air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal terdapat pada bidang tanah yang mempunyai pengaruh besar terhadap proses pembentukan tanah. Melalui profil, kedalaman air tanah dapat diduga berdasarkan tinggi muka air tanah yang selalu mengalami periode naik turun sesuai dengan keadaan musim atau faktor lingkungan luar lainnya. Air yang dibutuhkan oleh tanaman adalah air yang terdapat didalam tanah yang ditahan oleh butir-butir tanah. Air yang dibutuhkan tidak hanya banyaknya, tetapi pembagiannya yang merata (Hakim,1986). Ketika mineral-mineral yang mengandung garam larut dalam air, maka terbentuklah larutan elektrolit. Larutan elektrolit ini bersifat menghantarkan listrik karena ketika arus dilewatkan padanya maka terjadilah ionisasi, yaitu terbentuknya ion-ion positif dan negatif. Ion-ion ini berperan besar sebagai pembawa elektron-elektron didalam larutan, sehingga arus listrik dapat mengalir. Air tanah juga berperan sebagai larutan elektrolit karena melarutkan mineral-mineral tanah yang dapat menghantarkan arus listrik (Surtono, 2015).
2.3.3. Kelembaban Tanah
elektrolisis. Dengan demikian maka air dalam tanah akan mempengaruhi resistivitas tanah (Whardana, 2008).
2.3.4. Sifat Listrik Batuan
Arus listrik di dalam batuan dapat digolongkan menjadi tiga devisi yaitu konduksi secara elektronik, elektrolitik, dan dielektrik. Konduksi elektrolit terjadi jika batuan atau mineral memiliki banyak elektron bebas sehingga arus listrik dialirkan dalam batuan atau mineral tersebut oleh elektron-elektron bebas itu. Konduksi elektrolitik terjadi jika batuan atau mineral memiliki pori-pori yang terisi oleh cairan–cairan elektrolit. Konduksi dielektrik terjadi jika arus listrik yang ada dalam batuan atau mineral mengalami polarisasi saat bahan dialiri listrik. Berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan atau mineral digolongkan menjadi 3 golongan yaitu:
Konduktor baik :10-8 < ρ< 1 Ωm Konduktor pertengahan :1< ρ< 107 Ωm Isolator : ρ< 107 Ωm
2.3.5. Hukum Coulomb
Experimen Charles Augustin Coulomb (1736-1806) yang kemudian dikenal sebagai hukum coulomb, memperlihatkan bahwa muatan yang sejenis akan saling tolak menolak satu sama lain sedangkan muatan yang berbeda akan saling tarik menarik. Gaya tarikan dan tolakan atau yang biasa disebut gaya coulomb sebanding dengan besarnya muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar muatan, dituliskan dibawah ini.
ε = konstanta yang mewakili pengaruh media
Nilai konstanta yang mewakili media hampa udara adalah
Sedangkan nilai konstanta untuk media lain digunakan persamaan berikut
(2.2)
2.3.6. Medan Listrik
Setiap daerah di dalam ruang dimana sebuah muatan listrik mengalami gaya listrik disebut medan listrik. Gaya tersebut disebabkan oleh kehadiran muatan lain dalam daerah tersebut. Medan listrik (E) disebut gaya persatuan muatan yang dialami oleh muatan uji yang ditempatkan di titik uji dan secara matematis dinyatakan sebagai
(2.3) adalah besaran skalar. Dalam bentuk vektor persamaan 2.3 dituliskan sebagai berikut
⃗ (2.4)
Arah ⃗ sesuai dengan arah yakni yang menyatakan arah muatan titik diam yang cenderung bergerak (Alonso dan Finn,1992).
2.3.7. Potensial Listrik
tempat lain. Potensial listrik disebut titik uji dalam suatu medan listrik didefinisikan sebagai energi potensial persatuan muatan yang diletakkan dititik itu. Karena itu potensial listrik merupakan besaran skalar, maka dapat ditulis
(2. 5)
Satuan SI untuk potensial listrik adalah Joule/Coulomb (JC-1) (Alonso dan Finn, 1980). Hubungan antara potensial listrik dan medan listrik dapat dilihat pada muatan q yang bergerak dari titik A ke titik B dalam suatu medan listrik seperti terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Pergerakan muatan q dari titik A ke titik B dalam medan listrik.
Energi potensial muatan q pada titik A adalah ⃗ sedangkan
energi potensial muatan q pada titik B adalah ⃗ . Perubahan energi potensial muatan q dari titik A ke titik B adalah
⃗ ⃗ ⃗ (2.6)
Karena
⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ (2.7)
Dan ⃗ dengan ⃗ adalah vektor medan listrik maka
∫ ⃗ (2.9)
Jika A dan B berhimpit maka
∫ ⃗ (2.10)
Dengan mengacu pada Gambar 2.1 Persamaan 2.9 dapat diubah menjadi
∫ ⃗⃗⃗⃗ (2.11)
∫ ⃗⃗⃗⃗ ∫ (2.12)
Dengan adalah komponen E sepanjang lintasan. Apabila jarak A dan B sangat dekat maka
⃗ (2.13)
2.3.8. Arus Listrik
Arus listrik secara kualitatif didefinisikan sebagai muatan yang mengalir dan dinyatakan dengan simbol I. Jika banyaknya muatan yang mengalir per satuan waktu tidak konstan maka arus akan berubah dengan waktu dan diberikan oleh persamaan diferensi berikut
(2.18)
Namun jika muatan yang mengalir konstan maka arus dinyatakan dengan (2.19) walaupun luas penampang mungkin berbeda pada titik-titik yang berbeda. Arus listrik yang tetap diperoleh karena tidak ada sumber atau bak muatan pada penghantar tersebut. Arus listrik I merupakan sebuah ciri (karakteristik) dari suatu penghantar. Arus tersebut adalah sebuah kuantitas makroskopik, seperti massa sebuah benda, volume sebuah benda atau panjang sebuah tongkat. Sebuah kuantitas mikroskopik yang dihubungkan dengan arus listrik adalah rapat arus ( ). Jika arus tersebut didistribusikan secara seragam pada sebuah penghantar dengan luas penampang A maka besar rapat arus untuk semua titik pada penampang tersebut adalah
Persamaan 2.20 hanya dapat digunakan untuk kasus khusus yaitu nilai J adalah konstan diseluruh permukaan dan tegak lurus pada permukaan tersebut ( Halliday dan Resnick, 1978).
2.3.9. Hukum Ohm
Hukum ohm diformulasikan oleh ahli fisika Jerman, Georg Ohm (1781-1854). Hukum ini menyatakan, untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan, perbandingan antara perbedaan potensial antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik yang melewati konduktor tersebut adalah konstan. Jika suatu arus yang melewati suatu penghantar konduktor dengan satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt di ujung ujung konduktor tersebut, maka besarnya pada konduktor tersebut
adalah satu Ω, secara matematis dituliskan
(2.21)
Hukum ohm memiliki ketelitian yang sangat baik untuk berbagai macam konduktor, tetapi hukum ini tidak berlaku untuk bahan semikonduktor. Hubungan antara beda potensial, kuat arus dan tahanan jenis listrik yang ada pada suatu penghantar dijelaskan dengan hukum ohm
(2.22)
dimana
= beda potensial (V);
I = arus listrik (A); R = resistivitas (Ω).
(2.23)
dimana
r = panjang penghantar (m); E=medan listrik (N/C).
Subtitusikan persamaan 2.22 ke 2.23, untuk penghantar dengan panjang besar arus listriknya adalah
(2.24)
Apabila persamaan tersebut dituliskan sebagai nilai rapat arus didapatkan persamaan baru yaitu
(2.25)
merupakan besaran yang menunjukkan karakteristik suatu penghantar
yang disebut sebagai konduktifitas listrik dan secara matematis dapat ditulis sebagai berikut
(2.26)
Sehingga nilai rapat arus dapat ditulis
(2.27)
Harga kondisi listrik merupakan berbanding terbalik dengan harga resistivitas suatu penghantar maka
(2.28)
⁄ (2.29)
(2.30)
(Alonso dan Finn, 1992).
2.3.10.Metode Geolistrik Resistivitas
Salah satu metode dalam geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi adalah metode geolistrik. Metode ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alami atau pun akibat injeksi arus kedalam bumi dengan tujuan tertentu.
Metode resistivitas adalah metode geolistrik yang melibatkan arus listrik yang diinjeksikan ke dalam tanah melalui elektroda. Prosedur selanjutnya yaitu mengukur beda potensial yang timbul menggunakan elektroda yang berbeda. Setelah potensial diketahui maka nilai resistivitas dapat dihitung (Lawrie, 2007).
Gambar 2.2. Sumber arus tunggal di permukaan tanah homogen (Whardana, 2008).
Penggunaan persamaan laplace menggunakan koordinat bola dapat diaplikasikan untuk memperoleh nilai resistivitas (r), potensial (v), dan medan listrik (E), dengan asumsi daerah sekitar bola merupakan ruang bebas dan tidak ada muatan maupun konduktor lain disekitar bola. Dengan demikian, diperoleh nilai resistivitas (r) tak hingga karena bersifat radial maka menyebabkan nilai potensial (v) semakin mendekati 0 dan medan listrik (E) dengan nilai relatif kecil. Keadaan ini dapat digambarkan pada Gambar 2.2.
Persamaan laplace dalam koordinat bola dapat dituliskan sebagai berikut
(2.32)
Dalam pandangan pada media tanah membentuk simetri bidang bola, dilihat pada Gambar 2.2. V tidak menjadi fungsi dari dan maka persamaan laplace menjadi
(2.33)
Kalikan persamaan 2. 33 diatas dengan
(2.35)
Integralkan persamaan 2.37 dengan disusun sebagai berikut
∫ ∫ (2.38) terhingga dan bersifat radial maka persamaan 2.40 menjadi
Gambar 2.3. Sistem koordinat bola ( William dan John, 2006). Dalam pandangan simetri bola seperti terlihat pada Gambar 2.3, V tidak dapat menjadi fungsi dari dan . Arus listrik mengalir membentuk permukaan potensial setengah bola pada media yang lebih rendah. Persamaan berikut digunakan untuk menghitung total arus listrik yang mengalir membentuk permukaan bola. Berdasarkan persamaan 2.20 rapat arus J=I/A maka
(2.44)
Subtitusikan persamaan 2.27 dan 2.14 ke persamaan 2.44 sehingga didapat
(2.45)
Dengan mensubtitusikan persamaan 2.37 maka persamaan 2.45 didapat (2.46)
Jumlah total arus listrik yang mengalir membentuk permukaan setengah bola, sehingga luas permukaan bola dibagi dua dan diperoleh arus berikut
(2.47)
Karena maka didapatkan arus total yang mengalir membentuk
(2.48)
(2.49)
Untuk mendapatkan resistivitas dari elektroda arus tunggal dipermukaan tanah maka subtitusikan persamaan 2.49 ke persamaan 2.41 sehingga
(2.50)
(2.51)
(2.52)
Persamaan 2.52 merupakan rumus untuk menentukan resistivitas dari elektroda arus tunggal di permukaan tanah (Lawrie, 2007).
dimana
= resistivitas(Ωm); =arus listrik (A);
=Tegangan (V);
= jarak antar elektroda(m).
2.3.12.Dua Elektroda Arus di Permukaan Tanah Homogen
Potensial yang diakibatkan dari elektroda A pada C adalah V1 dengan I1 (2.53)
Subtitusikan persamaan 2.53 ke persamaan 2.41
(2.54)
Gambar 2.4. Dua elektroda arus dan dua elektroda potensial di
permukaan tanah homogen dengan resistivitas
Potensial yang diakibatkan dari elektroda B pada C adalah V2. Karena arah I2 berlawanan dengan I1 maka I=- I2.
(2.55)
(2.56)
Subtitusikan persamaan 2.56 pada persamaan 2.41 sehingga diperoleh (2.57)
Maka diperoleh beda potensial pada C adalah
(2.58)
Potensial yang diperoleh dari elektroda A pada D adalah
(2.59)
Subtitusikan persamaan 2.59 pada persamaan 2.41 maka I=I3
Potensial yang diperoleh dari elektroda B pada D adalah . Karena arah berlawanan dengan maka I= .
(2.61)
(2.62)
Subtitusikan persamaan 2.62 pada persamaan 2.41 sehingga diperoleh (2.63)
Maka diperoleh beda potensial pada D sebagai berikut
(2.64)
2.3.13.Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial
Konfigurasi elektroda yang ditanam pada tanah merupakan salah satu hal yang penting.
Pada penelitian ini menggunakan metode geolistrik elektroda konfigurasi Wenner. Pengambilan data menggunakan metode resistivitas dengan konfigurasi Wenner, konfigurasi ini sensitif terhadap perubahan nilai resistivitas baik secara lateral maupun vertikal. Dalam cara Wenner elektroda-elektroda yang digunakan diletakkan dalam satu garis lurus. Pengaturan jarak yang diberikan adalah AC=CD=DB=r, A dan B merupakan elektroda arus sedangkan C dan D merupakan elektroda potensial. Peletakkan elektroda dengan cara wenner dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Konfigurasi elektroda cara wenner
Persamaan untuk mencari resistivitas tanah dengan menggunakan cara wenner sebagai berikut yang diperoleh dari turunan persamaan dua elektroda arus di permukaan tanah homogen (Lawrie, 2007).
(2.67)
dimana
= beda potensial (V);
DS18B20 merupakan sensor temperatur digital yang dapat dihubungkan dengan mikrokontroler lewat antarmuka 1-Wire®. Sensor ini dikemas secara khusus sehingga kedap air, cocok digunakan sebagai sensor di luar ruangan atau pada lingkungan dengan tingkat kelembaban tinggi. Fitur sensor ini sebagai berikut:
1) Antarmuka 1-Wire® yang hanya membutuhkan 1 pin I/O;
2) Memiliki identifikasi (64 bit), memudahkan aplikasi pendeteksi suhu multi yang terdistribusi;
3) Tidak membutuhkan komponen eksternal tambahan selain 1 buah pull-up resistor;
5) Tidak membutuhkan daya pada mode siaga;
6) Dapat mengukur suhu antara -55°C hingga 125°C dengan akurasi 0.5°C pada -10°C s.d. +85°C;
7) Resolusi termometer dapat diprogram dari 9 hingga 12 bit (resolusi 0,0625°C);
8) Kecepatan pendeteksian suhu pada resolusi maksimum kurang dari 750 ms;
9) Memiliki memori non-volatile untuk penyetelan alarm.
Gambar 2.6. sensor DS 18B20
2.3.15.Arduino Uno
digunakan untuk isyarat analog. Arduino Uno dilengkapi dengan static random-access memory (SRAM) berukuran 2 KB untuk memegang data,
flash memory berukuran 32 KB, dan erasable programmable read-only
memorry (EEPROM) untuk menyimpan program.
Tabel 2.1. Spesifikasi dari Arduino Uno sebagai berikut
Mikrokontroler Atmega 328
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Sedangkan untuk baterai dapat dihubungkan kedalam header pin ground dan Vin dari konektor Power. Jika menggunakan lebih dari 12volt, regulator bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V – 12V.
Pin Arduino Uno yang memiliki fungsi khusus :
Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan
mengirim (TX) data TTL serial;
Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk
PWM : 3,5,6,9,10 dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan
analog Write() fungsi;
SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung
komunikasi SPI menggunakan library SPI;
LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin
adalah nilai tinggi. LED menyala, ketika pin adalah rendah, led off; TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi
TWI;
AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan
analog reference();
Reset untuk mengulang.
Arduino Uno memiliki 6 input analog diberi label A0 sampai A5, masing – masing menyediakan 10-bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 V (Kadir, 2013).
Gambar 2.7 Arduino Uno Adapun pin Arduino Uno adalah
a. Pin power : pin Vin, Pin ground, Pin 5 Volt, Pin 3,3 V, Pin Reset, Pin Areff;
d. Pin ICSP untuk ATmega 328 : MOSI, MISO, SCK, ground, Vcc dan reset.
2.3.16.Media Penyimpanan Data
Micro SD seringkali digunakan sebagai sarana penyimpan data pada Personal Digital Assistant (PDA), kamera digital, dan telepon seluler
(ponsel). Format data pada Micro SD umumnya menggunakan format File Alocation Table (FAT). FAT pertama kali dikembangkan oleh Bill Gates
dan Marc McDonald, pada tahun 1976-1977. FAT file systems adalah sebuah sistem berkas yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara dirinya beroperasi. Dengan adanya FAT file systems memungkinkan data disimpan dalam file yang dapat langsung dikenali oleh sistem operasi dengan format ekstensi text document (*.txt) sehingga data hasil rekaman dapat langsung dibaca dan dipindahkan ke dalam komputer (Sumiharto, 2010). FAT12 digunakan untuk kapasitas 16 MB ke bawah, FAT16 digunakan untuk kapasitas 32 MB hingga 2 GB, dalam penelitian ini digunakan FAT32 yang berkapasitas diatas 2 GB (Haryono, 2006).
2.3.17.Serial Logger
Serial logger modul adalah modul yang berfungsi sebagai perekam data dalam aplikasi data logger. Pada umumnya untuk membangun data logger dengan mikrokontroler dibutuhkan Serial Peripheral Interface (SPI) protokol untuk berkomunikasi kartu memori. Penggunaan modul serial logger lebih sederhana, dimana untuk mengaksesnya menggunakan protokol serial. Serial logger modul mudah diterapkan karena efektif dan mudah, tidak hanya dapat menulis data ke kartu memori, tetapi juga dapat membaca dari kartu memori. Kode sederhana untuk menulis dan membaca data membuat pengguna akan lebih cepat untuk membangun aplikasinya (Saputro, 2014).
Banyak aplikasi yang dapat dibangun dengan serial logger modul, seperti:
1. Pengukuran aplikasi data logger; 2. Aplikasi jadwal doa;
3. Aplikasi bel sekolah;
4. Simpan parameter data dalam aplikasi robot atau lainnya.
Spesifikasi teknis modul serial logger:
a) 5VDC Power Supply;
b) Jenis memori MicroSD yang dapat dipasang pada Serlog modul; c) Maksimum ukuran memori 8GB;
e) Standar Baudrate 9600;
f) Tiga pin untuk mengontrol modul (Tx, Rx, Rst);
g) Pastikan untuk memformat kartu baik FAT16 atau FAT32.
Gambar 2.9. Bentuk fisik modul serial logger
2.3.18.Real Time Clock
Dalam pencatatan data perekaman memerlukan waktu interval agar data dapat teridentifikasi dengan baik. Waktu pencatatan lokal dapat menggunakan IC DS1307 (Sumiharto, 2010). DS1307 merupakan RTC buatan Dallas-Maxim Semiconductor®. Tanggal pada DS1307 menyediakan informasi detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun (Pracoyo, 2008). Secara fisik DS1307 seperti pada Gambar 2.10
Semikonduktor® (Susilo, 2010). I2C adalah komunikasi serial antar rangkaian terintegrasi. Komunikasi serial I2C selalu diawali dengan kondisi start dan diakhiri stop. Kondisi start adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari high ke low pada SDA ketika SCL pada kondisi high, sedangkan kondisi stop adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari
low ke high pada SDA ketika SCL pada kondisi high. Pin SCL (serial
clock) merupakan jalur yang digunakan untuk mensinkronisasi transfer data pada jalur I2C sedangkan pin SDA (serial data) jalur untuk data. X1 dan X2 jalur untuk kristal 32768kHz. Vbat terhubung dengan battery 3.3V. Pin SQW (square wave output) mengeluarkan sinyal salah satu dari 13 taps yang disediakan oleh 15 tingkat pembagi internal dari RTC. (Budiharto dan Rizal, 2007).
2.3.19.Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Cristal Display (LCD) adalah salah satu komponen elektronika
Gambar 2.11. LCD karakter 4x20
a. Tampilan 20 karakter 4 baris;
b. ROM pembangkit karakter 192 jenis;
c. RAM pembangkit karakter 8 jenis (diprogram pemakai);
d. RAM data tampilan 80 x 8 bit (8 karakter);
e. Duty ratio 1/16;
f. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit mikroprosesor;
g. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display clear), posisi kursor awal (crusor home), tampilan karakter kedip (display character blink), penggeseran kursor (crusor shift) dan penggeseran tampilan (display shift);
h. Rangkaian pembangkit detak dan rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan;
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus 2015. Perancangan dan pembuatan dilaksanakan di laboratorium Elektronika Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Lampung.
3.2Alat Dan Bahan
Alat yang digunakan untuk merealisasikan rangkaian pengukuran resitivitas dan suhu tanah sebagai berikut:
1. Personal computer untuk membuat dan mendownload program;
2. Bor listrik untuk melubangi PCB;
3. Solder listrik untuk melelehkan timah agar komponen elektronika melekat pada PCB;
4. Penyedot timah untuk membuang timah pada PCB yang tidak terpakai; 5. Multimeter digital untuk mengukur arus(A), resistansi(Ω), tegangan
AC dan DC dan mengecek komponen elektronika; 6. Gergaji untuk memotong PCB;
7. Kabel USB untuk mendownload program.
1. Papan printed circuit board (PCB) untuk menghubungkan komponen-komponen pada rangkaian agar arus mengalir seperti pada sebuah kabel;
2. Timah digunakan untuk merekatkan komponen pada PCB; 3. Resistor digunakan untuk penghambat arus;
4. IC 7805 digunakan untuk menurunkan tegangan menjadi 5V dan Atmega 328 sebagai pengontrol program keseluruhan;
5. Sensor DS 18B20 untuk mengukur suhu tanah; 6. Empat logam untuk mengetahui resitavitas tanah; 7. LCD digunakan untuk menapilkan karakter ; 8. Micro SD sebagai media penyimpanan data; 9. AKI sebagai sumber injeksi Arus
3.3. Rancangan Bangun Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras pada penelitian ini sebagai berikut:
1. Dua pasang logam dimana satu pasang logam digunakan sebagai elektroda arus sedang sepasang logam untuk elektroda potensial,
2. Sumber Aki untuk catu daya menginjeksikan arus ke dalam tanah, 3. Sensor DS 18B20 untuk mendeteksi suhu tanah,
4. Real Time Clock (RTC) berfungsi sebagai pewaktuan, 5. Data logger digunakan untuk tempat micro SD 4 GB dan, 6. LCD untuk menampilkan karakter.
Komponen rangkaian tersebut dihubungkan pada Arduino Uno Atmega 328, dengan ketentuan rangkaian input adalah catu daya, dua pasang elektroda dan sensor suhu DS18B20 dan rangkaian output adalah rangkaian data logger dan LCD. Blok diagram perancangan sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah dapat dilihat pada Gambar 3.1
3.3.1.Dua Pasang Elektroda
Gambar 3.2. Dua pasang elektroda yang diinjeksi ke tanah
Dalam penelitian ini telah dibuat alat pengukur resistivitas tanah menggunakan metode geolistrik resistivitas sebagai prinsip dasar. Rangkaian dua pasang elektroda yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.2. Elektroda yang digunakan terbuat dari stainles steel, satu pasang elektroda digunakan sebagai elektroda arus sedang sepasang lain sebagai elektroda potensial. Panjang elektroda adalah 40cm dan jarak antara elektroda adalah 10cm ditanam dalam tanah hingga kedalaman 30cm. Pada Gambar 3.2 ketika saklar pada posisi on dari AKI maka sumber arus listrik akan mengalirkan arus, kemudian arus listrik akan mengalir melalui dua buah elektroda arus. Arus listrik yang dialirkan oleh logam elektroda arus ke dalam tanah akan menimbulkan beda potensial diantara dua buah elektroda arus. Beda potensial yang akan terjadi diantara dua buah elektroda arus akan terbaca oleh Arduino Uno sebesar V. Sehingga dengan memasukkan data yang diperoleh kedalam persamaan 2.70 dapat diketahui besarnya resistivitas tanah. Beda potensial dapat terukur dengan menghubungkan logam elektroda beda potensial satu pada pin A0 Arduino Uno dan logam elektroda beda potensial dua dihubungkan pada pin A1 Arduino Uno.
3.3.2. Rangkaian Sensor DB 18B20
Sensor DS 18B20 memiliki tiga pin. Pin pertama berupa ground, pin kedua merupakan data input/output (DQ), dan pin ketiga power supply voltage (vdd). Pin pertama dihubungkan pada pin ground Arduino Uno, pin kedua sensor dihubungkan dengan resistor dengan besar 4,7 KΩ kemudian dihubungkan pada pin ke-3 digital Arduino Uno serta pin ketiga sensor dihubungkan pin Arduino 5V. Rangkaian sensor DS 18B20 ditunjukkan pada Gambar 3.3.
3.3.3. Rangkaian RTC
Gambar 3.4. Rangkaian RTC
3.3.4. Rangkaian Data logger
Gambar 3.5. Rangkaian data logger Tabel 3.1 Konfigurasi pin data logger dan Arduino Uno
No Pin Arduino Uno Pin Micro SD
1 5V 5V
2 ground ground
3 TX (D0) RX
4 RX(D1) TX
3.3.5. Rangkaian LCD
Gambar 3.6. Rangkaian LCD
keempat. LCD memiliki 14 pin yang berfungsi untuk menghubungkan LCD dengan rangkaian yang lain, sehingga LCD dapat berfungsi seperti keinginan pada sistem.
Pada modul LCD sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Rangkaian ini terhubung ke pada pin Arduino Uno, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komperator analog dan Timer Osilator. Tampilan karakter pada LCD diatur oleh Pin Enable (E), pin Register Select (RS) dan Read Write (RW). Pin RW dan Vss dihubungkan ke ground karena LCD hanya melakukan operasi write, dan data bus yang digunakan hanya 4 yaitu D4 - D7. Pin VDD dan Vee terhubung pada Vcc Arduino Uno. Pada penelitian ini LCD berfungsi sebagai penampil data uji sensor dan pembacaan kerja sistem pengkuran suhu dan resistivitas tanah.
3.3.6. Perancangan Alat Keseluruhan
Gambar 3.7. Rangkaian keseluruhan pengukuran suhu dan resistivitas tanah
3.4. Rancang Bangun Perangkat Lunak
Perangkat lunak berkaitan dengan kinerja perangkat keras. Perangkat lunak (software) digunakan untuk menjalankan perangkat keras. Dalam penelitian ini software yang digunakan adalah Bascom-AVR dan Emdebe Loader V2.0-For Arduino yang bermanfaat untuk menuliskan kode untuk
Gambar 3.8. Diagram alir perancangan perangkat lunak 3.4.1. Inisialisasi Port dan Variabel
Input Arduino Uno sebagai berikut
a. Sensor DS 18B20 memiliki pin sebanyak 3 pin. Adapun pin ground sensor dihubungkann pada pin ground Arduino Uno, pin vcc Sensor dihubungkan pada Vcc 5V Arduino Uno dan pin data dihubungkan pada pin ke-3 digital Arduino Uno.
c. Rangkaian RTC memiliki 5 pin yaitu pin DS, SCL, SDA, Vcc dan ground. Pin DS RTC dihubungkan pada pin 2 digital Arduino Uno, pin
SCL RTC dihubungkan pada pin A5 Arduino Uno, pin SDA RTC dihubungkan pada pin A4 Arduino Uno, pin Vcc RTC dihubungkan pada pin 5V Arduino Uno dan pin ground RTC dihubungkan Pada pin ground Arduino Uno.
Rangkaian Output Arduino Uno sebagai berikut
a. Rangkaiaan data logger memiliki 6 pin berupa MISO, SCK, SS, MOSI, ground dan Vcc. Pin MISO dihubungkan pada pin 12 digital Arduino
Uno, pin SCK dihubungkan pada pin 13 digital Arduino Uno, pin SS dihubungkan pada pin 4 digital Arduino Uno, pin MOSI dihubungkan pada pin 11 digital Arduino Uno, pin ground dihubungkan pada pin ground Arduino Uno dan pin Vcc dihubungkan pada pin 5V Arduino
Uno.
3.4.2. Input Parameter Delay
Delay berfungsi untuk menunda sistem untuk tidak melakukan suatu pekerjaan. Delay parameter sistem pengukuran suhu dan perhitungan resistivitas penelitian ini menggunakan waktu tunda pengukuran sebesar 2 menit, sehingga selang waktu 2 menit sensor suhu dan sepasang elektroda akan memberikan nilai input.
3.4.3. Subrutin Pewaktuan
Subrutin pewaktuan yang dicantumkan pada software sebesar 2 menit berupa nilai suhu diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial yang diperoleh dari sepasang elektroda, dan nilai resistivitas yang diperoleh dari perhitungan dari rumus 2.70 .
3.4.4. Input DS18B20 dan sepasang elektroda potensial
Input sistem pengukuran penelitian ini berupa suhu yang diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial dari sepasang elektroda dan resistivitas dari perhitungan 2.72 yang dimasukan pada software Arduino Uno.
3.4.5. Subrutin Tampilan Pada LCD
3.5. Metode Pengujian Data
Tabel data nilai pengujian sistem pengukuran; suhu tanah dan resistivitas tanah sebagai berikut
Tabel 3.2. Data Pengujian Alat
No (V) Test ADC I ( A) (Ωm)
3.6. Analisis Pengujian Sistem Pengukuran Suhu dan Perhitungan Resitivitas tanah
Pada pengujian sistem yang dibuat, ada beberapa hal yang akan dilakukan dalam pengambilan data, diantaranya:
1. Dari tabel pengujian sistem, untuk uji coba pengukuran resistivitas tanah dan suhu dengan menanamkan logam dan sensor di dalam tanah sedalam 30cm.
2. Arduino Uno akan mengendalikan sensor dan data akan diperolah berupa data suhu dan beda potensial, kemudian data akan disimpan di data logger.
3. Pengambilan data dilakukan setiap 2 menit sekali dengan dikontrol oleh RTC sebagai pewaktuan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil perancangan, pembuatan, pengujian dan analisis sistem pengukuran dan perhitungan resistivitas tanah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Rata-rata nilai suhu pasir adalah 28,70C, suhu tanah kebun 27,30C dan suhu tanah di halaman jurusan fisika 26,20C menunjukkan kandungan air di tanah halaman jurusan fisika lebih besar daripada di tanah kebun dan pasir pada jarak tanam logam 10cm.
2. Konduktivitas tanah pasir 0,29 V memiliki resistivitas besar 2422,748 Ωm dari pada tanah kebun 22,817 Ωm dan tanah di jurusan fisika MIPA Universitas Lampung 16,303 Ωm.
5.2. Saran
Adapun saran untuk sistem ini yaitu penambahan pengukuran sistem suhu Ph,
DAFTAR PUSTAKA
Alonso, M dan Finn, E. J. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas Jilid 2. Erlangga. Jakarta
Anonymous, 1995. Modul Praktikum Pengukuran Geofisika untuk Eksplorasi Air Tanah dan Geoteknik. ITB. Bandung
Budiharto dan Rizal. 2007. 12 Proyek Mikrokontroler. Elex Media Komputindo. Jakarta
Buckman, Harry O dan Brady, Nyle. 1982. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara. Jakarta
Effendi, Rustan 2007. Medan Elektronika Terapan. Erlangga. Jakarta
Hakim, Nurhajati. 1986. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung
Halliday, D dan Resnick, R. 1978. Fisika Edisi ke-3 Jilid 2. Erlangga. Jakarta Hanafiah, Kemas. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT RajaGrafindo
Persada.Jakarta
Haryono dan Surmayono. 2006. Project Work Pembuatan Alat Perekam Panggilan Keluar. ITS. Surabaya
Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino. Andi Offset. Yogyakarta
Lawrie, William. 2007. Fundamentals Of Geophysics. Cambridge University Press.New York
Milsom, John. 2003. field Geophisics, The Geological Field Guide Series. England : Sussex PO19 8SQ
Muallifah, Faqih. 2009. Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivitas Tanah. Jurnal Neutrino.Vol.1, No.2
Putranto, Adi B. 2009. Aplikasi Sensor SHT11 Pada Pengukuran Suhu Tanah. Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG. Jurnal Pengumpulan dan Penyebaran Jaringan Observasi Geofisika. Vol.10, No1
Rizal,Gamayel.2007. Pengertian Elektronik Digital Liquid Crystal Display. ITB.Bandung
Saputro, Sandi. 2014. Modul Serial Logger. http://mikrodb.com/modul-serlog.pdf Diakses 01 Desember 2014 Pukul 10.00 WIB
Soemarto,A.s.1994. Dasar- dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta
Sumiharto, R. 2010. Logger Suhu dan Kelembaban Udara Menggunakan Multi Media Card (MMC) Sebagai Media Penyimpanan. J Nasional Oktober 2010
Sunawar, Aris. 2008. Analisis Hambatan Jenis Tanah yang Dipengaruhi Lingkungan pada Tanah Berpasir dan Berbatu. (Tesis). Universitas Indonesia. Depok.
Surtono, A dan Sriwahyu Suciati. 2007. Karakteristik Sensor Kadar Air Tanah Menggunakan Elektroda Pelat Tembaga Papan PCB. Jurnal Sains dan Teknologi Lampung. Vol. 2, No.1
Wahyudianto, Dariska K, dkk. 2013. Rancang Bangun Alat Ukur Resitivitas Tanah Sebagai Alat Bantu Mengetahui Indikator Kualitas Tanah Untuk Tanaman Padi. Jurnal Elektronika Negeri Surabaya. Vol.1, No 1
Whardana, I Wayan I. 2008. Perancangan Alat Ukur Kadar Air Tanah Pada Lapisan Top Soil Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Cara Wenner Berbasis Komputer. (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung William, H. Hayt dan John, A. Buck. 2006. Elektromagnetika Edisi Ke 7.
