Rancang bangun data logger berbasis sensor Dht22 untuk mengukur suhu dan kelembaban habitat satwa herpetofauna Secara real-time

RANCANG BANGUN DATA LOGGER BERBASIS SENSOR

DHT22 UNTUK MENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN

HABITAT SATWA HERPETOFAUNA SECARA REAL-TIME

WASMUAL RAHMATULLAH

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Rancang Bangun Data Logger Berbasis Sensor DHT22 Untuk Mengukur Suhu dan Kelembaban Habitat Satwa Herpetofauna Secara Real-Time adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, November 2014

ABSTRAK

WASMUAL RAHMATULLAH. Rancang Bangun Data Logger Berbasis Sensor DHT22 Untuk Mengukur Suhu dan Kelembaban Habitat Satwa Herpetofauna Secara Real-Time. Dibimbing oleh AKHIRUDDIN MADDU dan MAMAT RAHMAT.

Pada penelitian ini dilakukan perancangan data logger suhu dan kelembaban berbasis sensor DHT22 untuk pemantauan habitat satwa herpetofauna. Satwa herpetofauna sangat sensitif dengan perubahan suhu dan kelembaban habitatnya. Data dari sensor diteruskan melewati rangkaian buffer menuju mikrokontroler dan berakhir pada Data logger yang dibangun dari 3 komponen utama yaitu RTC peripheral (pewaktu), EMS SDcard (perekam), dan SDcard (media penyimpanan). Kemampuan minimal selang pengukuran alat adalah 5 detik setiap data. Hasil pengukuran dianalisis dengan metode ploting curve pada program Microsoft Excel 2007. Secara umum sebaran data menunjukan nilai suhu yang berbanding terbalik dengan kelembaban pada pengukuran di dalam lubang, dalam ruangan, dan luar ruangan. Komparasi alat ukur mendekati nilai komparator (termometer raksa) dibandingkan dengan alat Thermometer-Hygrometer TFA. Nilai ketepatan alat terhadap komparator sebesar 98%.

Kata kunci: data logger, habitat, herpetofauna, kelembaban, dan suhu

ABSTRACT

WASMUAL RAHMATULLAH. Design of Data Logger Base on DHT22 sensor for Measuring Real-Time Temperature and Humidity of Herpetofauna Habitat. Supervised by AKHIRUDIN MADDU and MAMAT RAHMAT.

In this research, the design of temperature and humidity data logger based on DHT22 sensor for monitoring wildlife habitat of herpetofauna were done. Herpetofauna Fauna are very sensitive to temperature and humidity changes in their habitats. The data transmitted from the sensor passes through a buffer circuit to microcontroller and ends at data logger that is built from 3 main components, RTC peripherals (timer), EMS SDcard (recorder), and SDcard (storage media). Minimum ability interval is 5 seconds for every measurement. The measurement results were analyzed by plotting the curve in Microsoft Excel 2007. In general the distribution of the data shows that the temperature values inversely proportional to the humidity measurement in the hole, indoor, and outdoor. Comparison of measuring instruments are closer to the comparator (mercury thermometer) than Thermometer-hygrometer TFA. The accuracy of instrument to comparator is within 98%.

RANCANG BANGUN DATA LOGGER BERBASIS SENSOR

DHT22 UNTUK MENGUKUR SUHU DAN KELEMBABAN

HABITAT SATWA HERPETOFAUNA SECARA REAL-TIME

WASMUAL RAHMATULLAH

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul skripsi : Rancang Bangun Data Logger Berbasis Sensor DHT22 untuk Mengukur Suhu dan Kelembaban Habitat Satwa Herpetofauna Secara Real-Time

Nama : Wasmual Rahmatullah NIM : G74090056

Disetujui oleh

Dr. Akhiruddin Maddu, MSi Dr. Mamat Rahmat, MSi

Pembimbing I Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr. Akhiruddin Maddu, MSi Ketua Departemen Fisika

PRAKATA

Puji syukur saya sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada saya sebagai penulis sehingga saya dapat menyelesaikan penelitian dengan judul “Rancang Bangun Data Logger Berbasis Sensor DHT22 untuk Mengukur Suhu dan Kelembaban Habitat Satwa Herpetofauna secara Real-Time” sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.

Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr Akhiruddin Maddu, M.Si dan Bapak Dr. Mamat Rahmat, M.Si selaku dosen pembimbing yang selalu memotivasi saya untuk menyelesaikan penelitian ini. Uni Konservasi Fauna yang telah menyediakan tempat untuk pengujian alat. Di samping itu, orang tua penulis dan rekan-rekan di Uni Konservasi Fauna dan fisika 46 atas bantuan moril atau materilnya

Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat untuk kita semua. Saya menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.

Bogor, November 2014

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL xiii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xiii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 1

Hipotesis 1

TINJAUAN PUSTAKA 2

Herpetofauna 2

Suhu dan Kelembaban bagi Herpetofauna 2

Sensor DHT22 2

Tempat dan Waktu Penelitian 4

Alat dan Bahan 4

Perancangan Prototipe 7

Integrasi Sistem dan Pengujian 7

Proses Pengujian Data 8

HASIL DAN PEMBAHASAN 9

Hasil Karakterisasi Sensor 9

Perancangan Perangkat Keras 9

Rangkaian Regulator 5V 9

Rangkaian Buffer 10

Modul RTC Peripheral DS1307 10

Modul EMS Sdcard 11

Mikrokontroler (Arduino UNO) 11

Data Hasil Pengukuran 13

SIMPULAN DAN SARAN 18

Simpulan 18

Saran 18

DAFTARPUSTAKA 19

LAMPIRAN 20

DAFTAR TABEL

1 Data pengujian buffer 10

2 Jumlah data 13

DAFTAR GAMBAR

1 Trimeresurus albolabris (viper pohon) 3

2 Sensor DHT22 3

3 Data Logger 3

4 Arduino UNO 3

5 Komunikasi Sinyal DHT22 5

6 Probe (a) desain dan (b) prototipe 6

7 Rangkaian Buffer 6

8 LCD 16 x 2 6

9 Prototipe Alat 8

10 Hasil pengukuran sensor DHT22 (a) suhu dan (b) kelembaban 9 11 Rangkaian Regulator pada (a) Proteus dan (b) PCB 10

12 Modul RTC PeripheralDS1307 11

13 Modul EMS Sdcard 11

14 Diagram alirpemograman alat secara umum 12

15 Posisi ke-3 sensor 13

16 Grafik pengukuran dalam ruangan (a) suhu dan (b) kelembaban 14

17 Grafik pengukuran luar ruangan (a) suhu dan (b) kelembaban 15

18 Grafik pengukuran suhu dalam lubang 16

19 Grafik perbandingan ketepatan alat ukur dan T-H TFA terhadap komparator 17

20 Pengujian di lubang 17

DAFTAR LAMPIRAN

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Uni Konservasi Fauna adalah organisasi mahasiswa yang bergerak dalam bidang pelestarian fauna.1 Tindakan pelestarian yang diambil berupa pengumpulan data sekunder dan primer mengenai satwa. Analisis data disajikan dalam bentuk laporan ilmiah. Kemudian laporan ilmiah akan menjadi pijakan dalam menyuarakan konservasi fauna.

Herpetofauna merupakan salah satu kajian utama dalam organisasi ini. Kajian ini terdiri dari reptil dan amfibi. Keduanya dapat dijadikan bio-indikator (untuk mengukur perubahan lingkungan), karena reptil dan amfibi sangat peka terhadap perubahan yang terjadi pada habitatnya. Kulit lembab pada amfibi dapat menyerap gas dan cairan dari udara dan air, termasuk polutan.2 Begitu juga kulit bersisik reptil digunakan untuk menjaga kelembaban tubuhnya. Perubahan suhu lingkungan akan berpengaruh lansung terhadap aktivitas herpetofauna.

Data lengkap dan berkala dibutuhkan untuk membuktikan pengaruh tersebut. Namun dewasa ini pengukuran suhu lingkungan masih menggunakan hygrometer sederhana yang dibaca secara manual oleh pengamat. Keterbatasan pengamat membuat pengukuran secara manual ini memiliki tingkat kesalahan pembacaan yang tinggi, inefisiensi, dan kemungkinan kehilangan data saat dilakukan pengambilan data secara berkala.

Dilihat dari kebutuhan tersebut peneliti mengajukan penelitian tentang pembuatan rancang bangun alat ukur suhu dan kelembaban yang praktis, akurat dan dapat meyimpan data secara berkala.

Perumusan Masalah

Apakah penggunaan sensor DHT22 pada data logger suhu dan kelembaban habitat dari satwa herpetofauna dapat menjawab kebutuhan pengukuran suhu dan kelembaban secara berkala yang selama ini masih mengunakan alat sederhana dan keakuratan data pengukuran masih sangat rendah.?.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu, membuat alat ukur suhu dan kelembaban menggunakan sensor DHT22 dengan data logger EMS SDcard yang memiliki ke akuratan data yang besar dan menguji kinerja alat ukur selama rentang waktu berkala.

Hipotesis

2

TINJAUAN PUSTAKA

Herpetofauna

Herpetofauna terdiri dari ordo amphibi dan reptilia. Amphibi adalah hewan yang hidup di dua alam, memiliki kulit permeabel yang mensekresikan lendir untuk mengatur pertukaran gas lewat kulit.3 Reptilia merupakan hewan melata yang memiliki kulit bersisik yang salah satu fungsinya untuk mempertahankan kelembaban. Kedua hewan tersebut bersifat poilklioterm yang berarti berdarah dingin atau suhu tubuh menyesuaikan dengan suhu lingkungan.

Suhu dan Kelembaban bagi Herpetofauna

Secara umum suhu menjadi faktor pembatas untuk penyebaran jenis reptil dan amfibi.4 Faktor pembatas ini membuat habitatnya menjadi lebih kecil karena harus memilih habitat yang mempunyai kisaran suhu yang cocok dengan kebutuhannya. Suhu dan kelembaban juga mempengaruhi kelenjar kelamin (gonad dan ovarium) pada reptil dan amfibi.4 Sehingga ketergantungan ini di manfaatkan untuk memilih keturunannya. Sistem termoregulasi dari reptil dan amfibi mengandalkan hasil metabolisme dari mitokondria sel dan bantuan sinar matahari yang hangat untuk mencukupi kekurangan panas tubuh.5 Tingginya tingkat ketergantungan terhadap perubahan kelembaban lingkungannya ini membuat reptil dan amphibi harus mengoptimalkan pengunaan panas dari lingkungan.6

Sensor DHT22

DHT22 merupakan sensor pengukur suhu dan kelembaban relatif dengan keluaran berupa sinyal digital serta memiliki 4 pin yang terdiri dari power supply, data signal, null, dan ground. Sensor elemennya terbuat dari kapasitor polimer untuk pengukuran suhu dan kelembaban. Rentang pengukuran kelembaban dari 0-100% pada suhu -40 ~125 . Peforma sensor sangat stabil dalam pengukuran suhu yang lama. Jarak sensor dengan perangkat utama maksimal 20 m.7

Data Logger

3

Arduino UNO

Mikrokontroler yang berbasis datasheet atau ATmega 328P-PU. Mikrokontroler ini mempunyai 14 pin (6 sebagai PWM, dan 6 pin masukan analog), osilator kristal 16 MHz, sambungan USB dan power jack, ICSP header, dan tombol reset. Sumberdaya mikrokontroler berasal dari sambungan USB atau daya eksternal DC. Mikrokontroler ini dapat diintegrasikan dengan komputer atau mikrokontroler lain dan dapat diprogam sebagai USB yang berfungsi menjadi serial converter. Memori yang dimiliki lebih besar untuk program dengan pengunaan lebih kecil untuk bootloader.

Gambar 1 Trimeresurus albolabris (viper pohon)

Gambar 2 Sensor DHT22

Gambar 3 Data Logger Gambar 4 Arduino UNO

LCD 16x2

4

Regulator 7805

Regulator 7805 merupakan regulator positif tetap yang memiliki 3 pin (input, gnd, output), kemasan TO-220 dengan keluaran tegangan sebesar 5 V. Fungsi regulator untuk membatasi tegangan internal bagi setiap komponen pada alat dan memiliki thermal shutdown saat terjadi kelebihan panas. Sehingga mengurangi kemungkinan kerusakan pada komponen yang digunakan.

METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mikrokontroler, Laboratorium Elektronika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, dan tempat pengujian alat di kamp pendidikan Uni konservasi Fauna IPB di kampus Institut Pertanian Bogor Dramaga dari bulan Maret sampai dengan bulan Juni 2014.

Alat dan Bahan

Alat dan komponen digunakan pada penelitian ini adalah seperangkat personal komputer atau laptop, program IDE Arduino 1.0.5, Thermometer Hygrometer TFA (T-H TFA), termometer raksa, obeng, tang jepit, tang potong, multimeter, dan catu daya 12 V, mikrokontroler Arduino UNO Atmega 328P-PU, baterai kering KRISBOW 6.7 V, LED merah dan hijau, resistor (1kΩ dan 220Ω), kapasitor (100 uF), trimpot (100K), connector with female TRS, kabel 1A, kabel jumper, PCB-IC, IC Op-Amp LM324, IC Regulator 7805, modul matrix LCD 16x2, modul RTC peripheral DS1307, pematri, timah patri (Asahi), penyedot solder, speacer, push-button, holder, blackhousing, memori eksternal micro SD, cone, switch/saklar, perekat, black body chasing (20 cm x 15 cm x 7 cm).

Metode Penelitian

Penentuan spesifikasi alat

5

Karakterisasi sensor DHT22

Sensor DHT22 akan mengukur suhu dan kelembaban secara lansung. Nilai suhu yang didapatkan akan dikalibrasi dengan koefiesien kalibrasi yang ada di dalam Accurate Calibration Chamber untuk diuji keakuratan data yang diambil. Komunikasi yang terjadi satu arah bolak balik dalam bentuk bilangan biner “0” dan “1”. Rata-rata membutuhkan 2 detik untuk setiap datanya.9

Gambar 5 Komunikasi Sinyal DHT22 Perancangan perangkat keras

Perancangan perangkat keras diawali dengan membuat skema untuk masing-masing blok fungsional. Perangkat keras terdiri atas buffer, modul RTC peripheral DS1307, dan modul EMS/SD card. Kumpulan rangkaian analog akan menghasilkan keluaranyang dihasilkan berupa sinyal digital yang akan diolah oleh mikrokontroler. Data pengukuran ditampilkan pada modul matrix LCD 16x2 dan disimpan kedalam SDcard.

1. Pembuatan Probe

6

(a) (b) Gambar 6 Probe (a) desain dan (b) prototipe

1. Rangkaian Buffer

Rangkaian buffer merupakan rangkaian penyangga yang digunakan untuk menjaga agar besar tegangan keluaran sama dengan tegangan masukan rangkaian. Hal ini untuk menghindari drop tegangan saat memasuki sebuah rangkaian. IC op-amp LM324 dapat dirancang sebagai rangkaian buffer seperti skema pada Gambar 7.

Gambar 7 Rangkaian Buffer 2. Modul MatriksLCD 16 x 2

Modul matriks LCD 16 x 2 merupakan perangkat keras yang digunakan untuk menampilkan semua perintah dan hasil dari rancangan perangkat. Rincian perintah yang telah diprogram akan di tampilkan secara sederhana untuk memudah dalam pengoperasian alat nantinya. Selain itu hasil pengukuran juga akan ditampilkan pada LCD 16 x 2.

7

3. Modul RTC Peripheral DS1307

RTC peripheral DS1307 merupakan perangkat keras yang bekerja memberikan kesesuaian waktu data yang diambil dengan waktu yang sebenarnya (real-time) dengan tujuan utama menjaga keaslian data. RTC ini akan dihubungkan dengan mikrokontroler dengan jalur komunikasi I2C.

4. Modul EMS SDcard

Modul EMS SDcard merupakan perangkat keras yang digunakan sebagai media perekam data hasil pengukuran suhu dan kelembaban. Data akan langsung direkam ke dalam SDcard sehingga lebih efisien.

5. ArduinoUNO

Keluaran dan perintah pada perangkat berasal dari mikrokontroler Arduino UNO yang dipakai. Masukan yang di terima oleh mikrokontroler akan diubah menjadi format ADC (Analog to digital converter) yang kemudian akan diterjemahkan ke nilai suhu dan kelembaban. mikrokontroler ini memiliki 32 memori internal untuk program alat. Ada 14 pin (digital dan analog), membutuhkan tegangan sebesar 5 V, dan dapat di integrasikan dengan mikrokontroler lain.

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler Perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler meliputi pembuatan program pengolah data sinyal digital dan akses penggunaan berbagai modul dibuat menggunakan IDE Arduino version 1.0.5 sedangkan untuk perangkat keras, simulasi rangkaian analog dibuat menggunakan Proteus 7.20.

Perancangan Prototipe

Skema awal dari rangkaian prototipe ini dirangkai pada breadboard. Kemudian dilakukan pengujian kemampuan pengambilan data sensor pada suhu kamar. Apabila hasil pengukuran cukup baik maka rangkaian akan dipindahkan ke printed circuit board (PCB). Kemudian rangkaian pada PCB akan diuji apakah berjalan dengan baik. Blok fungsional disatukan yang kemudian dilakukan pemasangan chasing perangkat. Prototipe alat dapat dilihat pada Gambar 9.

Integrasi Sistem dan Pengujian

8

semua sistem tersebut dan validasi. Data logger akan diuji coba dialam terbuka diberbagai macam kondisi tempat dan cuaca.

Gambar 9 Prototipe Alat Proses Pengujian Data

Pengujian data meliputi dari kegiatan pengaturan program prototipe, pengambilan data oleh perangkat, proses komparasi data dengan komparator (thermo-hygrometer TFA dan termometer raksa), dan analisis data. Prototipe diatur untuk mengambil data suhu dan kelembaban aktual setiap menit selama 24 jam, sedangkan data komparator dicatat secara manual oleh pengamat setiap 15 menit selama 24 jam. Proses pengambilan data ini dilakukan dalam satu waktu dengan posisi sensor setiap alat saling berdekatan.

Ada 3 kali pengamatan dengan kondisi lingkungan yang berbeda yaitu di dalam ruangan (perangkat dan T-H TFA) dapat dilihat pada Lampiran (a) luar ruangan (perangkat dan T-H TFA) pada Lampiran (b), dan di dalam lubang kayu (perangkat, T-H TFA, dan termometer raksa) pada Lampiran (c). Jadi akan didapat 1440 data oleh perangkat dan 96 oleh T-H TFA dan raksa dalam waktu 24 jam. Data tersebut di komparasi ketepatannya antara alat dengan termometer raksa dan T-H TFA dengan termometer raksa serta ploting curve pada grafik dengan menggunakan Microsof Excel 2007. Merujuk pada hasil ini dapat dinilai performa dari alat yang dirancang. Perumusan untuk ketepatan alat sesuai dengan persamaan di bawah

% %

Keterangan :

H = rata-rata data suhu atau kelembaban perangkat

9

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Karakterisasi Sensor

Karakterisasi sensor dilakukan dengan cara uji coba pengukuran sensor pada ruangan yang terkondisi. Pengukuran dilakukan sebanyak 7 kali pengulangan dengan 10 data setiap pengukuran. Dari sini dapat dilihat karakter dan kemampuan dasar sensor DHT22. Gambar 10 menunjukkan bahwa sensor DHT22 dapat mengukur suhu dan kelembaban secara bersamaan, dimana nilai suhu dengan kelembaban saling berbanding terbalik. Awalnya sensor akan menstabilkan pengukurannya, dengan demikian sensor membutuhkan sedikit waktu sebelum bekerja normal untuk melakukan pengukuran berkala.

(a) (b) Gambar 10 Hasil pengukuran sensor DHT22 (a) suhu dan (b) kelembaban

Perancangan Perangkat Keras

Rangkaian Regulator 5 V

10

(a) (b) Gambar 11 Rangkaian Regulator pada (a) Proteus (b) PCB

Rangkaian Buffer

Rangkaian buffer mengunakan IC LM324 yang menstabilkan tegangan masukan dari probe sebelum tegangan tersebut dirubah dalam bentuk ADC pada microcontroller. Ini untuk menghindari beban atau perubahan impedansi pada hasil pengukuran sensor. Ketika masukan dari sensor telah melewati rangkaian buffer ini, impedansi fungsional rangkaian sensor sama dengan impedansi fungsional microcontroller. Data pengujian buffer dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Data pengujian buffer Tegangan

masukan (V)

Tegangan keluaran (V)

2.89 2.89 3.04 3.04 3.50 3.50 3.67 3.67 3.91 3.91 4.13 4.13 4.76 4.76

Modul RTC Peripheral DS1307

11

Gambar 12 Modul RTC PeripheralDS1307 Modul EMS SDcard

Modul EMS SDcard digunakan sebagai media perekam data dengan media penyimpanan berupa SDcard. Data yang sudah diberi format waktu ( real-time) akan disimpan kedalam bentuk file Notepad (.txt). Rangkaian dapat dilihat pada Gambar 13 dan program pada Lampiran 2 (b).

Gambar 13 Modul EMS Sdcard Mikrokontroler (Arduino UNO)

12

Gambar 14 Diagram alir pemograman alat secara umum Run (pengukuran data dijalankan)

Pengukuran suhu dan kelembaban Pengaturan selang waktu

pengukuran (per-menit)

Data

RTC peripheral Pemberian keterangan waktu Microcontroller

Display LCD suhu dan kelembaban

EMS SDcard

Penyimpanan kedalam SDcard

SDcard

Data suhu dan kelembaban dengan waktu real-timenya dalam

format .txt Mulai (on)

13

Data Hasil Pengukuran

Pengambilan data alat ukur dilakukan dalam 3 lokasi yang berbeda yaitu suhu dan kelembaban dalam ruangan, luar ruangan dan di dalam lubang kayu Pada Lampiran 1 (a),(b), dan(c). Pengukuran suhu dan kelembaban dilakukan selama 24 jam. Alat ukur mengambil data suhu dan kelembaban setiap menit dan lansung otomatis tersimpan kedalam memory card sedangkan alat T-H TFA dilakukan pencatatan manual setiap 15 menit. Tujuan pengukuran ini untuk melihat kemampuan alat dalam mengukur suhu dan kelembaban dalam rentang waktu berkala pada kondisi lingkungan yang berbeda. Kemudian untuk pengujian di dalam lubang ditambahkan komparator berupa termometer raksa. Ketiga sensor alat yang diuji ditempatkan pada posisi yang berdekatan untuk mengurangi bias dalam pengukuran suhu dan kelembaban antar ke-3 alat. Gambar 15.

Gambar 15 Posisi ke-3 sensor

Dari 3 kali pengujian alat pada kondisi lingkungan yang berbeda didapatkan sejumlah data suhu dan kelembaban seperti Tabel 2.

Tabel 2 Jumlah data

Kondisi Alat T-H TFA Raksa

Suhu Kelembaban Suhu Kelembaban Suhu

Dalam Ruangan 1440 1440 96 96 -

Luar Ruangan 1440 1440 96 96 -

Dalam Lubang 1275 1275 85 85 85

Total 4155 4155 277 277 85

14

dibandingkan dengan data T-H TFA dan data termometer raksa. Pertama data dirata-ratakan per-15 data untuk menguji kemampuan pengukuran alat dalam selang waktu yang sempit (permenit) pada pengukuran data kontinu. Bagian kedua, setiap data kelipatan ke-15 dipisahkan dari 1440 data yang diukur, ini bertujuan untuk menyamakan pengukuran alat dengan pengukuran T-H TFA sehingga tidak mengurangi makna dari sebuah data pengukuran, dapat dilihat pada Lampiran 3.

Secara umum data yang didapatkan menunjukkan hubungan berbanding terbalik antara suhu dan kelembaban relatif, ketika suhu lingkungan naik maka kelembaban relatif akan berkurang seperti perlihatkan oleh Gambar 16 (a) dan (b). Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa suhu dapat mengubah senyawa H2O fase cair menjadi fase gas sehingga sangat mempengaruh tingkat kelembaban udara.10

(a)

(b)

15

kelembaban dapat diartikan sebagai rasio berat uap air dibandingkan dengan volume udara kering pada volume yang sama.11 seperti yang diperlihatkan Gambar 17 (a) dan (b).

Pada pengujian alat di luar ruangan, data kelembaban pukul 20.15 WIB mencapai nilai 99.90 % mengindikasikan bahwa kandungan air udara tinggi. Tingginya kandungan air ini disebabkan oleh hujan yang terjadi saat itu. Namun nilai suhu yang terukur tetap bervariasi.

Perbedaan yang signifikan antara pengukuran alat dengan T-H TFA adalah pengukuran suhu alat ukur selalu lebih rendah dari pada T-H-TFA dan lebih tinggi pada pengukuran kelembaban. Alat ukur dapat mencapai suhu minimum 23 oC pada data pengukuran luar ruangan dan kelembaban maksimum ketika terjadi hujan. Gambar 17 (a) dan (b).

(a)

(b)

Gambar 17 Grafik pengukuran luar ruangan (a) suhu dan (b) kelembaban

16

Hal ini dipengaruhi oleh volume ruangan yang dapat dikondisikan tanpa adanya gangguan12.

Pengujian ketiga dilakukan didalam lubang sebuah batang palem. Pada pengujian ini ditambahkan komparator suhu yaitu termometer raksa. Grafik hasil pengukuran dapat dilihat pada Gambar 18.

Gambar 18 Grafik pengukuran suhu dalam lubang

Nilai pengukuran suhu alat ukur dan komparator berada dibawah nilai T-H TFA. Komparator dapat mencatat kondisi suhu minimum 24 oC begitu juga dengan alat ukur dapat mencatat kondisi tersebut pada pukul 00.45 dan 01.00 WIB dibandingkan dengan T-H TFA hanya mampu mencatat suhu minimum pada suhu 24.7 oC pada pukul 01.30. Hal ini menunjukkan bahwa kecepatan pengukuran alat lebih mendekati komparator dari pada pengukuran T-H TFA.

Dari data yang terkumpul juga dilakukan uji ketepatan (akurasi) antara data alat dengan komparator dan data T-H TFA dengan komparator yang dapat dilihat pada Gambar 19. Hasil perhitungan ketepatan pengukuran suhu menunjukan nilai 98% pada alat ukur dan 97% pada T-H TFA, perhitungannya pada Lampiran 4. Grafik pun memperlihatkan nilai pengukuran T-H-TFA tidak stabil dalam pengukuran suhu. Beberapa kali nilainya keluar jauh dari nilai pengukuran alat dan komparator yang nota bene posisi sensor sudah saling berdekatan dan kondisi lubang yang sempit seperti pada Gambar 20.

17

Gambar 19 Grafik perbandingan ketepatan alat ukur dan T-H TFA terhadap komparator

Gambar 20 Pengujian di dalam lubang

18

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Pembuatan rancang bangun alat ukur suhu dan kelembaban dapat dilakukan sesuai dengan tujuan yang direncanakan. Penggunaan sensor DHT22 dapat menjawab kebutuhan pemantauan suhu dan lingkungan secara berkala dengan data yang langsung tersimpan kedalam SDcard. Secara program alat ukur ini membutuhkan waktu 5 detik untuk melakukan perekaman data, dan sudah stabil pada pengukuran data permenit. Kemampuan alat pada pengukuran suhu, menunjukkan nilai cendrung dibawah nilai pengukuran T-H TFA (alat ukur konvensional) dan penggujian dilubang menunjukkan hasil yang mendekati nilai pengukuran komparator (termometer raksa), dimana alat ukur dapat mencapai pengukuran suhu minimum komparator. Desain sederhana membuat mobilitas alat lebih mudah, ditambah dengan adanya probe sensor yang nantinya digunakan untuk pengukuran suhu dan kelembaban pada celah atau lubang. Secara statistik keakuratan alat ukur mencapai 98% dengan termometer raksa sebagai acuan. Hal ini menunjukan kualitas pengukuran sensor DHT22 sudah berfungsi dengan baik sehingga dapat digunakan pada data logger suhu dan kelembaban lingkungan pada umumnya dan habitat herpetofauna pada khususnya.

Saran

19

DAFTAR PUSTAKA

1. Tim evolusi UKF. 2008. Modul Metamorfosa Uni Konservasi Fauna IPB. Uni Konservasi Fauna.

2.

Stebbins, R.C. and N.W. Cohen. 1997. A natural history of amphibians. Princeton University Press. New Jersey.

3. Wells, K.D. 2007.The Ecology and behavior of amphibians.The University of Chicago Press.Chicago

4. Zug, R. G. 2001. Herpetology An Introductory Biology Of Amphibians And Reptiles. Academic Press. San Diego

5. Cowles, R. B. dan Bogert, C. M. 1944. A Preleminary Study of The Thermal Requirements Desert Reptiles. Bull. Am. National history. Duke University

6.

Huey, R.B. dan Slatkin, M. 1976. Cost and Benefits of Lizard Thermoregulation. Quart. Rev. Biol. University of Chicago Press. Chicago

7. Liu, T. 2013. Digital-output relative humidity & temperature sensor/module AM2303[internet].Bogor.hlm1-7;[diunduh 29 Desember 2013]. Tersedia pada: http://www.adafruit.com/datasheets/DHT22.pdf

8. EMS (Embedded Module Series)SD/MMC/FRAM v3.2012[internet]. Bogor.hlm 1-3: [diunduh 28 desember 2013].tersedia pada: http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/pro_ems_s md_mmc_fram.htm

9. Zells, J. 2013. How to Measure Temperature and humidity with the DHT22. Veccu.com

10.Umar, M. R. 2013. Penuntun Praktikum Ekologi Umum. Universitas Hasanuddin Makassar

11.Odum, Eugene. 1994. Dasar-Dasar Ekologi. Universitas Gadjah mada. Yogyakarta.

20

LAMPIRAN

Lampiran 1 Lokasi pengujian dan posisi alat

(a) dalam ruangan (b) luar ruangan

(c) lubang palem (d) dalam ruangan

21

Lampiran 2 Program dan keluaran RTC peripheral DS1307 dan EMS SDcard

(a) RTC peripheral DS1307

22

Lampiran 3 Tabel pengujian dalam lubang Alat Ukur vs T-H TFA vs T Raksa

Waktu

Suhu Kelembaban

Alat Ukur

T-H TFA T raksa Alat Ukur T-H

TFA

Per-15 Ke-15 Per-15 Ke-15

24

25

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pakan Sinayan pada tanggal 17 Juli 1991 dari Ayah Arizal dan Ibu Elismar. Penulis adalah putra kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kamang Magek dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) dan diterima di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.