Pengembangan Berbasis
K
2,
'Staf Geofisika dan Meteorologi IPB, e-mail:
'Staf Workshop lnstrumentasi Geofisika dan Meteorologi IPB
Abstract
Watershed observation needs in situ equipment to record data automatically. For regional monitoring several points of measurement are required. Computer based are possible to be integrated through cellular phone network service. The integrated .system of computer and cellular phone is possible to produce an extensive telemetry network. Therefore, the data from each station can be easily accessed. The station will record of rainfall, water level, soil moisture; water current; content of sediment, airtemperatureand humidity; speed and direction and net radiation.
hydrometeorology station.
Pengamatan DAS secara kontinyu membutuhkan alat perekam data hidrometeorologi secara insitu. Untukjaringan pengamatan akan dibutuhkan banyakstasiun yang tersebar. ukur berbasis komputer dibeberapa pengamatan dapat diintegrasikan dengan dengan menggunakan sistem komunikasi telepon seluler. Jaringan komunikasi telepon seluler dimanfaatkan dengan keuntungan jangkauan layananannya yang luas sehingga data stasiun yang dapat diakses secara dan cepat dari sistem sentral. Sensor unsur-unsur hidrometeorologi yang dapat dihubungkan sebagaisistem pengukuran adalah hujan; muka air; kadarair kecepatan arus; kandungan sedimen; suhu dan udara; kecepatan dan arah serta radiasisurya.
Stasiun Hidrorneteorologi
Monitoring unsur hidrometeorologi untuk suatu DAS akan bermanfaat dalam
karakter DAS. diantaranya dapat memberikan
perubahan karakter DAS seiring dengan perubahan tata guna lahan maupun akibat penyimpangan iklim. pendek sistem pengamatan secara real time akan bermanfaat sebagai sistem peringatan, ini akan lebih dirasakan pada saat kondisi tidak normal, sehingga diharapkan dapat membantu mengantisipasi bencana secara cepat.
"Sistem
Data" 5 September 2007
Satu yang akan membantu dalam proses pengamatan DAS di secara kontinyu adalah penggunaan alat perekam data berbasis komputer dibeberapa pengamatan dengan menggunakan sistem kornunikasi telepon seluler. Jaringan komunikasi telepon seluler dapat dimanfaatkan dengan keuntungan
yang luas. lntegrasi sistem komputer dengan sistem telepon seluler dapat dijadikan jaringan yang luas, sehingga data stasiun dapat diakses secara dan cepat.
Sensor unsur hidrometeorologi yang dioperasikan adalah intensitas hujan; tinggi air; kadar airtanah; current meter; kandungan sedirnen; suhu dan kelembaban udara; kecepatan dan arah serta radiasi surya. dari kegiatan pengembangan stasiun hidrometeorologi ini adalah memanfaatkan teknologi yang tersedia yaitu
komunikasi telepon seluiersebagai basis pengamatan DAS.
2.1 sensor-sensor hidrometeorologi
Sistem pengukuran yang secara otamatis teknologi elektronik, perangkat "komputer" (programmable device) serta teknologi mekanik untuk penginderaan beberapa unsur fisik Dalam bidang instrumentasi sudah
dikembangkan sensor-sensor sederhana atau sebut sebagai teknologi t e p a t guna yang harganya cukup Pendekatan pengukuran elektronik memerlukan tranduser yang secara umum disebut sebagai sensor. Unsur fisik atrnosfer dapat diindera dengan menggunakna sensor yang menghasilkan sinyal analog (tegangan listrik) maupun sinyal diskret Berikut ini adalah beberapa teknik penginderaan yang relatif untukpengukuran beberapa unsur hidrometeorologi:
Jenis sensor semikonduktor untuk pengukuran ternperatur sudah tersedia. keluaran sensor adalah tegangan listrik yang berbanding dengan temperatur dan faktor kalibrasinya adalah sebesar untuk setiap perubahan Ha! yang
dari sensor ini adalah jurnlah yang dihasilkan sensor heating) dikompensasi dengan ventilasi yang (pendingin konvektif).
Sensor radiasi surya
Jaringan
Salah satu teknik pengukuran radiasi surya adalah menggunakan medium pengubah energi radiasi menjadi energi termal. Penyerapan energi radiasi oleh permukaan mengakibatkan peningkatan suhu permukaan dimana peningkatan suhu permukaan akan sebanding dengan energi radiasi yang jatuh ke permukaan. Penginderaan temperatur sensor (black body) d a n koreksi temperatur lingkungan akan mendapatkan energi termal yang berbanding dengan intensitas radiasi surya. Gambar menyajikan
c. Anemometer
Kecepatan diukur dengan perantara rotor dengan tiga buah c u p (Gambar 2).
Kecepatan diturunkan dari jarak jelajah cup yang rnerupakan fungsi keliling
cup dengan jumlah cacahan putaran, yang selanjutnya terkalibrasi dengan kerapatan udara. Sistem elektronik gerakan putaran diindera dengan menggunakan sensor magnetik
kecepatan tinggi.
Gambar 2. Alat ukur kecepatan
yang terbuat dari bahan lempeng dihubungkan dengan potensiometer (sensor posisi). Variasi nilai R pada potensiometer selanjutnya dideteksi sebagai masukan perangkat pembangkit manyajikan wind vane.
Gambar 3. wind vane e.
Airhujan ditangkap perangkat penangkap dengan luasan
"Sistem DAS: pengembangan Data" 5 September 2007
Gambar 4. ukur (Tipping Bucket)
W a t e r Level
Ketinggian air sungai diukur dengan media pelampung yang terhubung pulley (Gambar 5) dengan diameter dan putaran tertentu. Pulley bergerak mengikuti tinggi permukaan melalui tali yang menghubungkan pelampung dengan bandul pemberat. Gerakan putaran diindera melalui multiturn potensiometer yang memberikan masukan bagi rangkaian pembangkit pulsa.
Gambar Alat ukur tinggi muka air
Sensor sedirnen
Kandungan sedimen akan mempengaruhi turbiditas air sungai. Turbiditas d a p a t diukur dengan membandingkan daya t e m b u s cahaya secara langsung dan baur terhadap daya t e m b u s cahaya pada air sungai yang tersaring. Sensor sel peka cahaya (LDR) dipakai sebagai detektordaya tembus cahaya darisumber lampu LED.
h. Sensor kadar air
Daya hantar listrik AC lembab dipengaruhi oleh kemudahan ion bergerak antara dua buah elektroda. Pada elektroda yang konstan kecepatan gerak ion ditentukan oleh tebal air yang terjerap dipermukaan mineral Dengan asumsi ion dominan tertentu kadarairtanah akan mempunyai impedansi yang berbandingterbalik dengan kadar air semakin tinggi kadar air impedansi yang terukur semakin kecil. Untuk mengukur berbagai sensor dengan sistem komputer maka dikembangkan perangkat yang mengubah sinyai-sinyal dari berbagai sensor diatas untuk dapat diterima oleh sistem komputer. Sistem yang sudah dikembangkan antara lain melalui PPI
interface), parallel port, perangkat
Pengembangan
Perangkat interface PPI dihubungkan melalui slot ekspansi pada sistem board komputer dengan peng-alamatan register data. Perangkat interface parallel memanfaatkan kemampuan mode bidirectional dari sistem board komputer mode ECP
yang dapat diatur dari penyesuaian setting Perangkat dikembangkan untuk menghubungkan sensor dengan komputer portable generasi sekarang yang
tidak mempunyaiport parallel.
Perangkat yangdikembangkan antara lain:
PC desktop dengan perangkat telepon genggam dengan interface bus perangkat pengendali yang dibangun menggunakan MS. Visual Basic. yangdikembangkan meliputi penyedia data maupun penerima data.
Perangkat komputer portable dengan menggunakan modem GSM melalui interface
Perangkat poket PC dengan integrated modem dengan sistem windows mobile.
3. dan
Sensor-sensor dapat sesuai dengan kriteria desain yang diharapkan.
Faktor daya tahan di terhadap harsh environment masih perbaikan
konstruksi. Perangkat lunak untuk mengendalikan telepon GSM dapat dibangun dengan bahasa pemrograman Visual Basic dengan baik. Perintah transfer data melalui SMS dapat dibuat dengan mode pengiriman data harian melalui 160 karakter
yangoleh penerima data dapat diolah menjadi data pengamatan.
6 data rekaman pengamatan hidrometeorologi dengan menggunakan
PDA. Sedangkan menyajikan proses perekaman data hidrometeorologi.
Prosiding "Sistem Pengelolaan pengembangan
Data" 5 September 2007
Gambar 7. Sistem telemetri basis jaringan telepon
Dalam sehari dibutuhkan memori sebesar 18 Kilo Bytes (KB) untuk menyimpan data unsur-unsur cuaca. Data disirnpan dalam USB flash disk yang memiliki kapasitas memori sehingga jika dilihat dari segi kapasitas memori penyimpanan datanya, AWS yang dihasilkan tidak mengalami kendala. Dalam sehari pengamatan akan diperoleh 3 buah file yang berisi data unsur-unsur cuaca, yaitu data unsur cuaca
data unsur cuaca rata-rata tiap jam, dan data unsur cuaca rata-rata harian. Contoh data ditampilkandalam 13.
.
Waktu
I
!
Pengembangan Stasiun Berbasis
20.0
Pengamatan
Gambar Grafik suhu udara rata-rata u n t u k periode tiap jam.
Waktu Pengamatan
-
S u h uS u h u 2
Gambar 12. Crafik Suhu dan 2
I I
1 6 1 4
,
1 0 0 0 6 0 4 0 2
0 0
Waktu
-
Gambar 13. Grafik Kecepatan
Prinsip pengukuran suhu adalah mengukur energi kinetis rata-rata gerakan Pada dapat dilihat nilai TBK, TBB, dan RH. RH adalah ukuran banyaknya uap air d i udara. yang dipakai untuk mencari nilai RH adalah psikrornetrik, yaitu yang memerlukan pengukuran TBK dan TBB u n t u k rnencari nilai RH. Pengukuran TBK digunakan untuk mendapatkan nilai suhu udara yang sebenarnya sedangkan TBB digunakan untuk mendapatkan nilai defisit tekanan uap air udara. Pengukuran TBB dapat rnenggambarkan kandungan uap air karena selisihnya terhadap TBK sebanding dengan energi yang sebagai pada proses penguapan
yangterjadi pada tinggi atau sarna dengan karena
Prosiding "Sistem DAS: Data" 5 September 2007
sebagian energi digunakan untukmenguapkan airyangada pada tali yang digunakan untuk membalut sensor TBB. Dari Gambar dapat dilihat grafik nilai RH yangmerupakan dari penghitungan menggunakan dan TBB.
Arah adalah arah dari mana asal itu bertiup. Untuk mengetahui arah digunakan wind vane. Dalam pembuatan AWS ini, arah ditentukan oleh banyaknya ketukan yang dihasilkan oleh rangkaian astable. Banyaknya ketukan ditentukan oleh besarnya nilai (r).
4.
Sistem pengukuran telernetri telepon seluler bisa
dikembangkan dengan yang baik. Sistem bisa dibangun dari yang sederhana perangkat PC dengan interface data sensoryang dihubungkan melalui telepon genggam via f bus. Sistem yang lebih praktis adalah dengan memanfaatkan perangkat pocket PC yang sudah dengan telepon seluler (PDA). Jasa telepon seluler rnelalui dapat digunakan untuk pengiriman data pengukuran. Komunikasi data melalui jaringan teleponvia GPRS masih proses pengembangan.
Budianto B. lntegrasi lnstrumentasi dengan Pemodelan Komputer. Departemen Ceofisika dan Meteorologi
Budianto B. lnstrumentasi Meteorologi Elektronik. Departemen Geofisika dan Meteorologi I PB.
Budianto B dan CS Arif. Komputer Untuk Pengamatan Cuaca dan Pengembangannya. Departemen Geofisika dan Meteorologi IPB.
Arnold C. VB sample accessing the Pocket PC Windows CE Registry. www.Devbuz.com. Maret
Gupta P. S h o r t Massage Service: What, H o w and Where?. oq April
