Pengujian Karakter Sensor Kadar Air Tanah dengan Prinsip Penghamburan Panas Tanah

WENNY PRAYULI

SKRIPSI

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROI,OGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETANUm ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGU

TER SENSOR WAR

AIR

'rmm

DENGAN PRINSP PENG

URAN PANAS

TAlVAN

WENNY PMYULI

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat memperolel~ gclar Ssrjana Sains

Pada

Program Studi Geofisika dan Meteorologi

DEPARTEMEN GEOPISIKA DAN METEORO1,OGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETANUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

Ringkasan

Wenny Prayuli. 624104004. Pengujian Karakter Sensor G d a r Air Tannh dengan Prinsip Penghamburan Panas Tanah di bawah bimbingan Ir. Bregas Bndianto, ASS. DpI.

Informasi mengenai ketenediaan air untuk bidang pertanian sangat penting demi keberhasilan usaha tani. Pengukuran KAT belum menjadi kebiasaan dalam rnenjalankan praktek pertanian. Kendala umum yang dihadapi adalah ketersediaan alat ukur. Ada beberapa metode pengukuran kadar air tanah (KAT) antara lain metode langsung (gnwimetrik) d m ddak langsung. Pengukuran KAT dengan metode gravimeWik memiki tingkat akurasi yang tinggi tetapi memerlukan biaya yang tinggi. Untuk itu, perlu altematif pengukunn KAT. Alternatif yang bisa digunakan adalah pengukuran KAT berdasarkan sifat tennal tanah. Salah sahl pengukuran KAT yang menggunakan pendekatan sifat termal tanah adalah metode penghambur;m panas tanah (heat

1

dissipation). Pengukuran KAT dengan metode peghamburan panas tanah dapst menggarnbarkan

1

kondisi tanah pada berbagai tingkat kelengasan dan bisa digunakan pada banyak titik pengamatan. Salah satu sifat termal tanah yang sangat berpengaruh adalah kapasitas panas tanah. Sehingga untuk memperoleh dosis panas yang akan digunakan maka dilakukan simulasi kapasitas panas tanah lembab.

Hasil yang diperoleh dari pengujian sensor adalah perubahan tempztatur tanah pada berbagai tingkat kelengasan tanah. Perubahan temperatur tanah basah l e b i rendah dibandingkan tanah kering. Pada tanah basah kapasitas panas air berperan besar dalam proses perambatan panas tanah. Dalam penelitian ini, ada dua parameter ukur yang digunakan yaitu perubahnn temperatur sebagai parameter konstan dan waktu pengarnatan sebagai parameter konstan. Kedw parameter ukur ini memiliki kelebhan dan kekurangannya masing-masing. Dari grafik yang menunjuWtan nilai error pengukuran, setiap kesalahan pengukuran 0.I0C atau 10 detik a h ~nenyumbang kesalahan pengukuran 1-5 penen. Nilai ini masih berada pada kisaran akurasi penganatan KAT yang lazim digunakan. Kemampuan hardware d m sojiware sangat penting untuk desain alat ukur ini selanjutnya apakah menggunakan pengukuran wsktu atau pengukuran perubahan temperatur.

Judul

:

PENGUJIAN KARAKTER SENSOR KADAR AIR TAI'JAN

DENGAN PRINSIP PENGHAMBURAN PANAS TANNI

Narna

:

WENNY

PRAYULI

NRP

:

G24104004

Meyetujui,

Pembimbing

h.$rh. Hasim.

DEA

Penulis dilahikan di Koto Dim pada tanggal 13 Juli 1987 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Drs. W i l dan Ibu Sovenny.

Pada tahun 1998 penulis lulus dari SDN 17/III Rawang, tahun 20002 lulus SMPN 2 Sungai Penuh dan tahun 2004 penulis lulus dari SMIJN 1 Sungai Penuh. Pada tabun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui Jalur USMI dan diteri~na pada Program Studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

WENNY PRAYULI

SKRIPSI

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROI,OGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETANUm ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGU

TER SENSOR WAR

AIR

'rmm

DENGAN PRINSP PENG

URAN PANAS

TAlVAN

WENNY PMYULI

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat memperolel~ gclar Ssrjana Sains

Pada

Program Studi Geofisika dan Meteorologi

DEPARTEMEN GEOPISIKA DAN METEORO1,OGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETANUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

Ringkasan

Wenny Prayuli. 624104004. Pengujian Karakter Sensor G d a r Air Tannh dengan Prinsip Penghamburan Panas Tanah di bawah bimbingan Ir. Bregas Bndianto, ASS. DpI.

Informasi mengenai ketenediaan air untuk bidang pertanian sangat penting demi keberhasilan usaha tani. Pengukuran KAT belum menjadi kebiasaan dalam rnenjalankan praktek pertanian. Kendala umum yang dihadapi adalah ketersediaan alat ukur. Ada beberapa metode pengukuran kadar air tanah (KAT) antara lain metode langsung (gnwimetrik) d m ddak langsung. Pengukuran KAT dengan metode gravimeWik memiki tingkat akurasi yang tinggi tetapi memerlukan biaya yang tinggi. Untuk itu, perlu altematif pengukunn KAT. Alternatif yang bisa digunakan adalah pengukuran KAT berdasarkan sifat tennal tanah. Salah sahl pengukuran KAT yang menggunakan pendekatan sifat termal tanah adalah metode penghambur;m panas tanah (heat

1

dissipation). Pengukuran KAT dengan metode peghamburan panas tanah dapst menggarnbarkan

1

kondisi tanah pada berbagai tingkat kelengasan dan bisa digunakan pada banyak titik pengamatan. Salah satu sifat termal tanah yang sangat berpengaruh adalah kapasitas panas tanah. Sehingga untuk memperoleh dosis panas yang akan digunakan maka dilakukan simulasi kapasitas panas tanah lembab.

Hasil yang diperoleh dari pengujian sensor adalah perubahan tempztatur tanah pada berbagai tingkat kelengasan tanah. Perubahan temperatur tanah basah l e b i rendah dibandingkan tanah kering. Pada tanah basah kapasitas panas air berperan besar dalam proses perambatan panas tanah. Dalam penelitian ini, ada dua parameter ukur yang digunakan yaitu perubahnn temperatur sebagai parameter konstan dan waktu pengarnatan sebagai parameter konstan. Kedw parameter ukur ini memiliki kelebhan dan kekurangannya masing-masing. Dari grafik yang menunjuWtan nilai error pengukuran, setiap kesalahan pengukuran 0.I0C atau 10 detik a h ~nenyumbang kesalahan pengukuran 1-5 penen. Nilai ini masih berada pada kisaran akurasi penganatan KAT yang lazim digunakan. Kemampuan hardware d m sojiware sangat penting untuk desain alat ukur ini selanjutnya apakah menggunakan pengukuran wsktu atau pengukuran perubahan temperatur.

Judul

:

PENGUJIAN KARAKTER SENSOR KADAR AIR TAI'JAN

DENGAN PRINSIP PENGHAMBURAN PANAS TANNI

Narna

:

WENNY

PRAYULI

NRP

:

G24104004

Meyetujui,

Pembimbing

h.$rh. Hasim.

DEA

Penulis dilahikan di Koto Dim pada tanggal 13 Juli 1987 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Drs. W i l dan Ibu Sovenny.

Pada tahun 1998 penulis lulus dari SDN 17/III Rawang, tahun 20002 lulus SMPN 2 Sungai Penuh dan tahun 2004 penulis lulus dari SMIJN 1 Sungai Penuh. Pada tabun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui Jalur USMI dan diteri~na pada Program Studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

WENNY PRAYULI

SKRIPSI

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROI,OGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETANUm ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air yang terkandung di dalam tanah merupakan komponen tanah yang sangat

penting untuk perhmbuhan d m

perkembangan tanaman baik sebagai pelarut hara ataupun untuk pergerakan larutan hara dalam tanah. Untuk itu, informasi mengenai ketersediaan air untuk bidang pertanian sangat penting demi keberhasilan usaba tani. Informasi kadar air tanah diperlukan mulai dari perencanaan, praktek irigasi maupun pengendalian mum hasil panen memalui rekayasa fisologis.

Pengukuran kadar air tanah (KAT)

belum menjadi kebiasaan dalam

menjalankan praktek pertanian. Kendala m u m yang dihadapi dalam monitoring KAT adalah ketersediaan alat ukur karena factor harga (ex. Impor). Untuk mengatasi masalah ini, maka perlu dikembangkan alat untuk memonitor kadar air tanah ekonomis tapi cukup akurat

.

Ada dua metode utama yang digunakan dalam pengukuran KAT, yaitu metode penetapan KAT secara langsung (metode gravimetri) dan tidak langsung. Beberapa metode yang digunakan untuk pengukuran KAT secara tidak langsung, antam lain heat pulse probe (HPP) atau penghamburan bahang (heat drssipation),, Neutron Probe,

Time Domain Reflectronie (TDR),

Velociry Dr@eretntiation Domarn (VDD).

Metode pengukuran KAT s e c m

langsung ataupun tidak langsung memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Metode gmvimetri memiliki tingkat

keakuratan yang tinggi. Kelemahan dari metode ini adalah memerlukan biaya yang tinggi, efisiensi waktu yang rendah.

Salah satu metode pengukumn KAT tidak langsung yang cukup akurat adalah mengynakan pendekatan penghamburan

panas tanah. Pada umumnya sensor

pengukuran KAT yang diiembangkan bersifat semi permanen. Pada penelitian yang dilakukan oleh Rohayati (2001)), sensor yang diiembangkan bersifat permanen. Karena pertimbangan efisiensi pengukuran maka perlu dibuat sensor KAT dengan mengynakan metode penghamburan panas tanah yang portable. Sensor ini dibuat agar bisa melakukan pengukuran di banyak titik dalam waktu yang singkat d m praktis.

Metode ini bisa menggambarkan sifat termal tanah pada berbagai kondisi tanah baik pada tanah dalam keadaan jenuh

(kapasitas lapang) maupun dalam kondisi l a p pennanenkering (Hopmans, et al., 2002).

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah a. untuk mengembangkan sensor portable

dengan prinsip pengl~amburan panas. b. membandingkan dua parameter u l w

KAT (pen~hahan temperatur dan w a h

pengamatan telnperatur).

U. TINJAUAN P U S T A U

2.1 Metode Penghambum Panas Tanah

Metode tidak langsung yang digunakan untik mengukur kadar air tanah adalah metode penghamburan panas tanah. Sensor vana digunakan tlalam tnetode ini adalah

[image:46.602.306.488.264.497.2]

-

Gambar 1. Sensor heat dissioafion CS229 (Campbell Scientifc,Inc) Sensor yang digunakan dalam metode ini terdiri dari elemen pemanas dan sensor termokopel yang bcrada disekeliling keramik berpori. Prinsip dasar metode ini adalah perubahan suhu tmab sebelum dan seelah diberi dosis panas yang sama. Pada tanah basah perubahan suhu yang terjadi lebih rendah (lambat) dibandin&an dengan tanah kering (htim:l/sowacs.co~n).

CS229 yang dikembangkan oleh

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air yang terkandung di dalam tanah merupakan komponen tanah yang sangat

penting untuk perhmbuhan d m

perkembangan tanaman baik sebagai pelarut hara ataupun untuk pergerakan larutan hara dalam tanah. Untuk itu, informasi mengenai ketersediaan air untuk bidang pertanian sangat penting demi keberhasilan usaba tani. Informasi kadar air tanah diperlukan mulai dari perencanaan, praktek irigasi maupun pengendalian mum hasil panen memalui rekayasa fisologis.

Pengukuran kadar air tanah (KAT)

belum menjadi kebiasaan dalam

menjalankan praktek pertanian. Kendala m u m yang dihadapi dalam monitoring KAT adalah ketersediaan alat ukur karena factor harga (ex. Impor). Untuk mengatasi masalah ini, maka perlu dikembangkan alat untuk memonitor kadar air tanah ekonomis tapi cukup akurat

.

Ada dua metode utama yang digunakan dalam pengukuran KAT, yaitu metode penetapan KAT secara langsung (metode gravimetri) dan tidak langsung. Beberapa metode yang digunakan untuk pengukuran KAT secara tidak langsung, antam lain heat pulse probe (HPP) atau penghamburan bahang (heat drssipation),, Neutron Probe,

Time Domain Reflectronie (TDR),

Velociry Dr@eretntiation Domarn (VDD).

Metode pengukuran KAT s e c m

langsung ataupun tidak langsung memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Metode gmvimetri memiliki tingkat

keakuratan yang tinggi. Kelemahan dari metode ini adalah memerlukan biaya yang tinggi, efisiensi waktu yang rendah.

Salah satu metode pengukumn KAT tidak langsung yang cukup akurat adalah mengynakan pendekatan penghamburan

panas tanah. Pada umumnya sensor

pengukuran KAT yang diiembangkan bersifat semi permanen. Pada penelitian yang dilakukan oleh Rohayati (2001)), sensor yang diiembangkan bersifat permanen. Karena pertimbangan efisiensi pengukuran maka perlu dibuat sensor KAT dengan mengynakan metode penghamburan panas tanah yang portable. Sensor ini dibuat agar bisa melakukan pengukuran di banyak titik dalam waktu yang singkat d m praktis.

Metode ini bisa menggambarkan sifat termal tanah pada berbagai kondisi tanah baik pada tanah dalam keadaan jenuh

(kapasitas lapang) maupun dalam kondisi l a p pennanenkering (Hopmans, et al., 2002).

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah a. untuk mengembangkan sensor portable

dengan prinsip pengl~amburan panas. b. membandingkan dua parameter u l w

KAT (pen~hahan temperatur dan w a h

pengamatan telnperatur).

U. TINJAUAN P U S T A U

2.1 Metode Penghambum Panas Tanah

Metode tidak langsung yang digunakan untik mengukur kadar air tanah adalah metode penghamburan panas tanah. Sensor vana digunakan tlalam tnetode ini adalah

[image:47.602.306.488.264.497.2]

-

Gambar 1. Sensor heat dissioafion CS229 (Campbell Scientifc,Inc) Sensor yang digunakan dalam metode ini terdiri dari elemen pemanas dan sensor termokopel yang bcrada disekeliling keramik berpori. Prinsip dasar metode ini adalah perubahan suhu tmab sebelum dan seelah diberi dosis panas yang sama. Pada tanah basah perubahan suhu yang terjadi lebih rendah (lambat) dibandin&an dengan tanah kering (htim:l/sowacs.co~n).

CS229 yang dikembangkan oleh

2.2 Sifat Termal Tanah

Suhu tanah mempakan faktor utama yang mempengaruhi proses kimia, fisika, biologi tanah dan perhnnbuhan tanaman (Jluy dan Horton, 2004). Sifat termal tanah yang berperan dalam proses penghamburan panas tanah terdiri dari konduktivitas

termal, kapasitas panas volumehik,

difusivitas termal dan juga kapasitas panas. a. Konduktivitas termal (KT) mempakan

banyaknya panas yang mengalir pada waktu tertentu dalam bubungannya dengan gradien temperator. Nilai KT dipengaruhi oleh fase padat, cair dan gas medium tanah.

b. Kapasitas termal 1 Heat Capacity (Cp)

mempakan jumlah panas yang

diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram bahan sebesar satu derajat (" C ).

Kapasitas panas diiyatakan dengan J grgi

'

deg*'.

c. Kapasitas panas volumetrik (C,)

mempakan jumlah panas yang

diperlukan untuk rnenaikkan temperatur 1 sebesar 1 K. Kapasitas ~an!s volumetrik dimyatakan dalam J m K

'.

Hubungan kapasit~i panas volumetrik dan kapasitas panas &pat dimyatakan dengan persanlaan :

[ . % ; > = L C ₆

...

_(I)

Keterangan :

C,: kapasitas termal (J gi' deg-')

p : kerapatan (kg m.3 atau gr

c, : kapasitas termal volumetrik (J m-3

KJ).

d. DiEusivitas termal (a) m e m p a h perbandingan antara konduktivitas termal dan kapasitas termal volumetrik.

Dalam peilelitian hi, pengukuran KAT

dilakukan dengan pendekatan sifat

penghamburan panas tanah. Prinsip dasar

dari metode ini adaial~ perbedaan

temperatur tanah sebelm dan setelah diberi kalor yang telah ditentukan besamya. Pada tanah basah, pembahan temperatur tanah setelah diberikan kdor lebih kecil dibandiigkan dengan tanah yang kering. Perbedaan ternperatur ini disebabkan oleh perbedaan kapasitas pan= tanah.

Sifat termal berbagai jenis tanah dapat diliat pada tabel berikut :

(Sumber : Rosenberg, 1974)

Berikut ini adalah sifat termal tanah oada kondisi kaoasitas laoane dan law uetmanen.

kering 2.23

/

basah

1

8.0

-

- .

Tabel 2. Sifat termal tanah pada dua'tingkat lteleng&n tanah'

1

Liat

kerine

1

1.5

1

0.26

1

Jenis bahan Konduktivitas termal Difusivitas Cal cm-' degl sec-' cm2 sec

-'

Pasir

I

I

bas& (Sumber : La1 clan Manoj 2004)

[image:48.599.88.507.186.815.2]

2.3 Kadar Air Tanah

Kadar air tanah mempakan besamya air yang bisa dievapomi dari tanah yang dipanaskan pada suhu 105'C (La1 dan Manoj, 2004). Tertahannya air di dalam tanah disebabkan oleh proses adhesi antara air dan tanah ataupun kohesi antara molekul air itu sendiii.

Xi yang terdapat dalam tanah dapat digolongkan menjadi air gravitasi, air kapiler dan air higroskopik. Karena pengaruh dari gaya yang ini, maka air tanali dapat dibedakan menjadi kapasitas lapang, titik layu permanen dan air tersedia. Kadar air kapasitas lapang adalah jumlah air yang ditahan dalam pori-pori tanah dan tidak terpengaruh lagi oleh gaya gavitasi (Haridjaja, 1980). Kadar air pada titik layu permanen mempakan kandungan air yang dijemp (diikat) kuat oleh gaya mahik tanah sehingga tidak dapat diserap oleh akar tanaman. Menurut Hillel (1980) kadar air tersedia adalah jumlah air yang bemda pada pori tanah karena potensial matriks tanah setelah potensial gravitasi tidak beke j a lagi pada air dalam pori tanah tersebut dan air tanah masib dapat diserap oleh tanaman. Air tenedia juga dapat diartikan sebagai selisih antam kadar air pada kapasitas lapang dan titik layu pemanen. Selain dipengamhi oleh gaya ikatan mahiks, osmosis dan kapiler, kadar air tanah jugs dipengamhi oleh pori tanah. Ukuran pori

tanah mengatur penyirnpanan air,

menyediakan udara dan mang

untuk

pertumbuhan tanaman.

2.3.1 Penetapan kadar air tanah dapat dinyatakan dengan cara :

a. Gravimetric soil moisture content (w) : merupakan perbandingan antara massa air

(M,)

terhadap massa padatan (M*)

dan dmyatakan dalam persen (%). :.h, ?f,>

1%" =

-

=

-

...

;I: :i*::-.-rc (2)

w : kadar air tanah gavimenik (%) M, : massa air

M, : massa tanah (pndatm) Mi, : massa inorganik M, : massa organik

b. Volumetric roil moisture content (8) : merupakan perbandingan antara volume air yang tcrkandung di dalam tanah ierhadap volunle padatnnya. Kadar air volumehik ini juga dinyatakan dalam persen (%).

Keterangan :

8 : kadar air tanah volumemk (%) V, : volunte air

V, : volume total tanah V, : volume padatan VI : volume porosibs V, : volume liquid

c. Liquid ratio

..

(8,) I t

8,

=

-

.:

=

--

...

(4)

*.: -,;

Keterangan :

8, : liquid ratio V, : volume air

V, : volume tanah @adatan) Vi, : volume inorganic

d. Degree of saturation (s) : mewpakin perbandingan antara pori yang berisi air ierhadap porositas total, dan dimyatakan dalam persen (%).

7 . t .

> i / > I <

s = - = - . _,.

...

. * !':-:;,,

.

-

(5)

Kererangan :

s : Degree of saturation V, : volume air

2.4 Tsnah yang dignnakau untuk pengujian desain sensor

Dalam bidang pertanian, tanah diartikan sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dari pelapukan batuan yang bercmpur dengan bahan-bahan oganik dan organisme (vegetasi hewan) yang hidup diatas atau di dalamnya (Hardjowigeno, 2003).

Salah satu sifat fisik tanah yang menjadi pertimbangan untuk pemilihan jenis tanah dalam pengujian sensor ini adalah tekstur tanah. Tekstur tanah merupakan keadaan tingkat kehalusan tanah yang tejadi karena terdapatnya perbedaan komposisi kandnngan fraksi pasir, debu dan liat yang terkandung pada tnnah. dari ketiga jenis M s i tersebut partikel pasir mempunyai ukuran diameter paling besar yaitu 2

-

0.05 mm, debu dengan &wan 0.05

-

0.002 mm dan liat dengan ukuran < 0.002 mm. Keadaan tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap keadaan sifat-sifat tanah seperti struktur tanah, pemeabilitas tanah, porositas.

Berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat maka tanah dapat dikelompokkan menjadi beberapa lima kelas tekstur :

a. Kasar : pasir, pasir berlempung b. Agak kasar : lempung berpasir,

lempung berpasir halus

c. Sedang : lempung, lempung

berdebu, debu

d. Agak halus : lempung liat, lempung

lit berpasir, lempung liat berdebu e. Halus : liat berpasir, liat berdebu,

liat

Kelas tekstur ini dapat digambarkan dalam

Berdasarkan sifat tekstur di atas, maka diynakan pasir dan liat serta tanah organik dalam pengujian desain censor.

3.1 Waktu dau Ternpal

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Maret 2008 bertempat di Workshop Instrumentasi Meteorologi, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan yang digunalczu~ untuk membnat sensor pengukur kadar air tanab yaitu :

a. kawat vernanas

I I

Gambar 3. Kawat pemanas (diameter : 0.1 mm, resistarlce : 157Wrneter)

b. Sensor suhu temukopel (konstantan dan tembaga)

c. isolator (heat shrink tube) d. kabel

Bahan yang digwakan nntuk pengamatan : a. media tanah (liat, pasir dan tanah

i

o r m i k ) dengan

mu%

sekitar 150 I

.

.

3: Slty clay loam 4: randy clay 5: randy clay loa 6: clay loom 7: Slt 8: 411 loam

9: loam

40 1D:and

Y%50 11: loamy _12:andvloam s n a

Alat yang digwiakan dalam penelitian ini adalah

[image:50.599.98.515.57.824.2]

a. sumber arus listrik konstan b. penguat sinyal

2.4 Tsnah yang dignnakau untuk pengujian desain sensor

Dalam bidang pertanian, tanah diartikan sebagai media tumbuhnya tanaman darat. Tanah berasal dari pelapukan batuan yang bercmpur dengan bahan-bahan oganik dan organisme (vegetasi hewan) yang hidup diatas atau di dalamnya (Hardjowigeno, 2003).

Salah satu sifat fisik tanah yang menjadi pertimbangan untuk pemilihan jenis tanah dalam pengujian sensor ini adalah tekstur tanah. Tekstur tanah merupakan keadaan tingkat kehalusan tanah yang tejadi karena terdapatnya perbedaan komposisi kandnngan fraksi pasir, debu dan liat yang terkandung pada tnnah. dari ketiga jenis M s i tersebut partikel pasir mempunyai ukuran diameter paling besar yaitu 2

-

0.05 mm, debu dengan &wan 0.05

-

0.002 mm dan liat dengan ukuran < 0.002 mm. Keadaan tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap keadaan sifat-sifat tanah seperti struktur tanah, pemeabilitas tanah, porositas.

Berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat maka tanah dapat dikelompokkan menjadi beberapa lima kelas tekstur :

a. Kasar : pasir, pasir berlempung b. Agak kasar : lempung berpasir,

lempung berpasir halus

c. Sedang : lempung, lempung

berdebu, debu

d. Agak halus : lempung liat, lempung

lit berpasir, lempung liat berdebu e. Halus : liat berpasir, liat berdebu,

liat

Kelas tekstur ini dapat digambarkan dalam

Berdasarkan sifat tekstur di atas, maka diynakan pasir dan liat serta tanah organik dalam pengujian desain censor.

3.1 Waktu dau Ternpal

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Maret 2008 bertempat di Workshop Instrumentasi Meteorologi, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan yang digunalczu~ untuk membnat sensor pengukur kadar air tanab yaitu :

a. kawat vernanas

I I

Gambar 3. Kawat pemanas (diameter : 0.1 mm, resistarlce : 157Wrneter)

b. Sensor suhu temukopel (konstantan dan tembaga)

c. isolator (heat shrink tube) d. kabel

Bahan yang digwakan nntuk pengamatan : a. media tanah (liat, pasir dan tanah

i

o r m i k ) dengan

mu%

sekitar 150 I

.

.

3: Slty clay loam 4: randy clay 5: randy clay loa 6: clay loom 7: Slt 8: 411 loam

9: loam

40 1D:and

Y%50 11: loamy _12:andvloam s n a

Alat yang digwiakan dalam penelitian ini adalah

[image:51.599.98.515.57.824.2]

a. sumber arus listrik konstan b. penguat sinyal

Gambar 4. Multimeter

d. Spesifikasi Neraca Digital HC-3 Kapasitas maksimum : 3kg,

3.3 Langkah Kerja

3.3.1 Mempelajari karakteristik air tanah

Karakteristik kadar air tanah diperoleh dari simulasi kapasitas panas tanah lembab. Besamya kalor yang diperlukan dihitung dengan menggunakan persamaan :

Q

= .??I x c, x AT

Q

: kalor yang diperlukan (J) m : massa (gr)

C8 : kapasitas panas tanah (J gr "C)

AT : pembahan suhu (OC)

3.2.2 Desain Dan Pembuatan Sensor Kadar Air Tanah

Prinsip dasar dari sifat pengharnburan panas tanah adalah perbedaan teniperahu

yang terjadi sebelum dan setelah diberi dosis panas yang konstan. Pentbuatan sensor KAT ini diusahakan sesemgam mungkin. Tanah yang digunaka~i untuk pengujian sensor KAT adalah tanah yang memiliki sifat fisik yang berbeda, misalnya tanah organik, pasir dan liat. Perbedaan jenis tanah yang diuji ini dimaksudkan untuk melihat sensitivitas sensor KAT.

Prinsip dasar dari sifat penghamburan panas tanah adalah perbedaan temperatur yang te rjadi sebelum d m setelah diberi dosis panas yang konstan. Pembuatan sensor KAT ini diusahakan sesemgam mungkin. Tanah yang digunakau untuk pengujian sensor KAT adalah tanah yang memiliki sifat fisik yang berbala, misalnya tattah organik, pasir dan liat. Perbedaan jenis tanah yang diuji ini dimaksudkan untuk melihat sensitivitas sensor KAT.

Pengukuran pembalran temperatur tanah dengan pendekatan pengbambumn panas tanah bisa dilakukan dengan cara mengukur pembahan temperatur dan juga pembahan waktu. Besamya perubahan suhu atau pembahan walttu dijadikan indikasi kadar air tanah. Pengujian sensor dilakukan dari kondisi basah hingga lceriug. Hal ini dilakukan agar air yang diberikan pada setiap jenis tanab bisa memta. Jika tanah berada pada kondisi basah, maka perubahan tempentur yang tercapai pada waktu yang telah ditentukan &an semakin kecil (http:l/~vww.sowacs.com).

3.4 Pengujian sensor IO\T

Desain sensor yang telab dibuat, diuji pada berbagai tingkat kelengasan tanah. Pengujian sensor ini dilakukan pada tiga jenis tanah yang berbeda sifat fisiknya. Tanah yang diynakan adalah tanah organik, pasir dan tanah liat. 'Tingkat kelengasan media tanah yang digunakan ini diusahakan bemda pada kondiii yang sama.

[image:52.599.80.269.61.838.2]

Studi Pustaka

+

jumlahltakaran kalor yang diperlukan

Desain sensor dan pembuatan

[image:53.595.89.515.76.797.2]

I

Gambar 6. Pmsedur Penelitian

3.5 Desain Sensor Kadar Air Tanab untuk mengurangi gangguan dalam

Desain sensor yang telah telah dikembangkan untuk pengukuran dikenal

dengan nama CS229. Pengukuran KAT

dilakukan dengan mengukur suhu awal tanah dan suhu tanah setelah diberi kalor konstan. Perbedaan suhu tanah inilah yang menunjukkan keberadaan air di dalam tanah.

3.5.1 Desain sensor

I

Pemanas dibuat dengan meuggunakan resistance wire yang dililitkan pada sebuah

stick bambu. Sebelum resistance wire

dililitkan, stick bambu dilapisi dengan isolator. Sensor termokopel terletak pada

senml pemanas. Pemanas dihubungkan

dengan pemhangkit arus konstan sebesar 4 1

mA dan sensor temokopel diiubungkan dengan alat pembaca penguat sinyal. Desain sensor pertama dapat diliat pada gambar 7.

Hasil pengujian alat tidak menunjukkan performa yang sepadan dengan hasil simulasi (lihat bab pembahasan sensor I). Selanjutnya dicari altematif desain sensor

3.5.2 Desain sensor I1

Perbedaan desain sensor ini dengan desain sensor yang pettama terletak pada

posisi sensor termokopel. Sensor

termokopel pada desain sensor kedua ini terletak sekitar 1 cm dari pemanas. Posisi sensor seperti ini diaksudkan agar suhu yang terukur adalah temperatur tanah setelah penghamburan panas. Desain sensor kedua ini dapat diilustrasikan sebagai berikut :

,

L

Gambar 8. Desain sensor KAT I1

3.6 Pembangkit Arus Listrik Konstan dan Sistem pembaea temperatur 3.6.1 Pembangkit Arus Listrik Konstan

Dalam penelitian ini, arus digunakan sebagai sumber pemanas. ANS yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 41mA dengan hambatan sebesar 30R.

Adapun rangkaian pengahu panas yang

[image:54.595.76.513.51.821.2] [image:54.595.81.282.53.802.2]

I 1

Gambar 9. Skema rangkaian pembangkit arus listrik konstan

Gambar 10. Rangkaian pembangkit orus listrik konstan

3.6.2 Sistem Pembaca Temperatur

Rangkaian temperatur dibuat dengan

menggunakan empat OP-AMP Pada

rangkaian subu, digunakan penguat sinyal sebesar 250 kali.

,

Gambar 11. Sken~a penguat sinyal250 kali

IV. HASlL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasit Pengujian Sensor I

Pada desain sensor yang pertama ini, perubahan temperatur yang terukul: oleh alat pemhaca temperatur sangat tinggi. Hasil yang diperoleh dari pengujian desain sensor 1 :

[image:55.595.128.448.78.293.2]

L I

Gambar 14. Perubahan temperatur pada tanah liat

1 4

€3 1 2

e,

3

10

*

-

parirkerbgl

6

E

2

rimlarr pssirkerhg

z

& -, 3. . slmulasipnsibrsah

0

0 20 40 60 80 100

[image:55.595.88.509.285.785.2]

WsktuPalgsmntanTeropwatur (detik)

Gambar 15. Perubahan temperatur pada tanah pasir

IV. HASlL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasit Pengujian Sensor I

Pada desain sensor yang pertama ini, perubahan temperatur yang terukul: oleh alat pemhaca temperatur sangat tinggi. Hasil yang diperoleh dari pengujian desain sensor 1 :

[image:56.595.128.448.78.293.2]

L I

Gambar 14. Perubahan temperatur pada tanah liat

1 4

€3 1 2

e,

3

10

*

-

parirkerbgl

6

E

2

rimlarr pssirkerhg

z

& -, 3. . slmulasipnsibrsah

0

0 20 40 60 80 100

[image:56.595.88.509.285.785.2]

WsktuPalgsmntanTeropwatur (detik)

Gambar 15. Perubahan temperatur pada tanah pasir

[image:57.595.59.502.2.802.2]

0 10 20 30 40 50 60 7 0 80 90 100 W a k t u P e n g a m ~ t R n T ~ w a t u r (detik)

Gambar 16. Perubahan temperatur pada tanah organik

Pada pengujian sensor I, perubahan temperatur yang terukur pada alat pembaca temperatur jauh dari hasil simulasi. Pada desain pertama, temperatur yang terukur adalah temperatur pemanas yang telah dialiri sumber panas konstan. Hal ini terlihat pada data hasii pengukuran temperatur (gambar

14 sampai 16). Karena permasalahan ini, maka dibuatlah desain sensor 11. Pada gambar 16 unWc tanah organik kering #2

perubahan temperatur yang terukur lebii tinggi daripada organik kering #I.

Perbedaan nilai ini disebabkan oleh kontak antara pemanas

dan

sensor yang kurang baik. Sehimgga temperatur yang terukur adalah tempera& pemanas ymg dialiri arus konstan.

4.2 Hasil Pengujian Sensor 11

Pengujian sensor dilakukan pada berbagai tingkat kelengasan tanah, mulai dari tanah basah bingga kering. Pengukrvan pada berbagai tingkat kelengasan ini dimaksudkan untuk mengetahui perambatan bahang pada berbagai jenis dan tingkat kelengasan tanah.

Desain sensor dibuat seseragam

mungkin supaya dalam pengukuran

pengaruh sensor bisa diabaikan. Pada pengujian sensor ini, nilai yang terukur pada

multimeter adalah nilai temperatur. Perubahan temperatus sebelum dan setelah dialirkan panas dijadikan indikasi air yang terkandung di dalam tanah.

[image:58.595.85.527.41.788.2]

Hasil pengukuran beda temperatus tanah liat #I dan #2 yang diukur pada kondisi basah bingga kering dapat dilibat pada gambar 18 dan 19, pasir #I dan #2 (gan~bar 20 dan 21), organik #I dan 112 (gambar 22 dan 23).

w a k n ~ ~ m ~ ~ m a t o n T e m p m i l t ~ ~ ( d r u k )

Gambar 18. Pembahan temperatur tanah liat #I pada berbagai tingkat kelengasan tanah

KAT (% volume) -33

.--->,

- - 2 9

'-2.6

...-

24 , ,. .--*-2,

W ~ k N P m g a m ~ m T r r n p c ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ( d u )

I

KAT (%volume)

-33

-"-31

--29

- 2 2 ..., 9

-.-- 18

...-

I5

0 10 20 30 40 50 €8 70 80 90 103 I

[image:59.595.86.509.10.764.2]

WaktuPeng~mtanTwnpmahu(dctUt)

Gambar 20. Pembahan ternperatur tanah pasir #1 pada berbagai tingkat kelengasan tanah

KAT (% volume)

---33

--31

-6-29

-.-

22 -#-I9

../'

,* ..-. ₁₈

>

"'

0 10 20 30 40 50 MI 70 80 90 10) 1

W&tuPslsarmtanTaquahu (d&)

KAT (% volumc)

-

>*

..*- _{3 3}

--31

[image:60.595.92.507.20.787.2]

WakhtPengRrnalaaTmqemhu'(de6k)

Gambar 22. Pembahan temperatur tanah organik #1 berbagai tingkat kelcngasan tanah

KAT (%volume)

WnktuPfn~arnatanTrmpw~hu (dm)

I

Berdasarkan data di atas, perubahan temperatur pada tanah kering lebih tinggi

dibandingkan dengan tanah basah.

Kapasitas panas yang dimiliki oleh air adalah sekitar 4.18 J g "

R'

lebih besar dari kapasitas panas udan dan mineral tanah.

Kapasitas panas yang tinggi

menyebabkan kenaikan temperatur yang

kecil. Sehingga tanah basah akan

menghasilkan kenaikan temperatur yang lebih rendah daripada tanah kering pada dosis panas yang sama. Kondisi ini tejadi untuk semua jenis tanah yang digunakan dalam proses pengujian alat. Besar kecilnya perubahan temperatur tidak hanya disebabkan oleh kapasitas panas, tetapi juga dipengaruhi oleh sifat fisik tanah itu sendiri. Sifat fisik tanah yang berpengaruh, antara lain : tekstur tanah, massa jenis tanah, pori-

pori tanah. Senlakin besw pori tanah, maka air yang tersimpan dalanl tanah akan lebii banyak. Berdasarkan hasil simulasi dan

pengamatan, pa5ir kering memiliki

pembahan temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan tailah liat dan tanah organik. Pada kondisi basah, perubahan temperatur pasir lebih rendah dibandingkan dengan tanah liat dan tanah organik. Akan tetapi, perubahan temperatur tanah pasir #2 pada kondisi jenuh lebih tinggi daripada tanah organik dan liat Agar mendapatkan gambmn pada tanah ke~ing ataupun basah, maka dibuatlah gafik perubahan temperatur berdasarkan interval KAT.

J i i perubahan tempentur

dikelompokkan berdasarkan interval kadar air tanah, maka diperoleh grafik berikut :

./"

/

Interval KAT (% volume)

A -0.3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

[image:61.595.84.506.129.805.2]

WaktuPwsamntnsT~c1.~NI'(dcULI)

I

Gambar 24. Pembahan temperatur tanah liat #1 pada berbagai intewal KAT

Interval KAT (% volume) .-- 0.5

.--6.10

--11-15

-

16-20

.- 21-25

--

26-35

.--.

.mlarililtkaing

.--.

+ ~ m l s s i liatbanh

0 10 20 30 40 50 M) 70 80 90 100

WakttuPengnla~tnnTcd"p~zhlr (detlk)

i

I

Gambar 25. Perubahan temperatur tanah liat #2 pada herbagai interval KAT

[image:62.595.70.517.14.792.2]

1 I

Gambar 26. Pembahan temperatur tanah pasir #I pada berbagai interval KAT

Intenjal KAT (96 volume )

--6-10

--

11-15

--

16-20

--

21-25

--

26-35

0 20 40 60 80 100

W ~ k ~ P e ~ g r m t a n T e o l p a . ~ t w (detik)

lntelvd KAT (% volumc)

-*-- _0.5

+-6-10 11-15

-

16-20

--

21-25 26-35

-

n i n u l a i x q m k k q

---

r m l s n e r @ m l b a & [image:63.595.67.513.32.743.2]

I

I

Gambar 28. Perubahan temperahir tanah organik #1 pada berbagai interval KAT

Intend KAT (% volume)

-0-5

4 - 6 - 1 0 11-15

--

16-20

--

21-25

--

26.35

1 I

Gambar 29. Perubahan temperatur tanah organik #2 pada herhagai interval KAT

Setelah dilakukan pengelompokkan perubahan temperatur berdasarkan interval KAT, semakin terlihat bahwa perubahan temperatur pada pasu #2 sangat berbeda dengan hasil simnlasi. Ada beberapa ha1 yang menyebabkan kondisi ini, misalnya :

jatak antar pemanas dengan sensor suhu, ada kemungkinan bahwa pemanas tidak kontak langsung dengan tanah, sehingga pada smt

diberi panas yang konstan, maka temperatur yang terukur adalah temperatur udam di sekitar media yang dipanaskan.

4.0

3.5

"

3.0

v

#

2.5 U'

a

z

t

2.0 ,, *

k n i s Tanah :

C:

,.

'- liatkering

3! , B

3 1.5 _/

*"

-..~..-p,,&rk&,g

P .F(

&

1.0

PI /,/=.'

0.5 / - C

__-m-

0.0 r. ..---

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

W*Pmgamatm Tmpmm(dct&)

4.0

3.5

0

3

%

2-5

Jenis Tanah :

8

2.0

h liatbarah

1.5

-

--a---parirbar* [image:64.595.71.511.46.691.2]

-

Gambar 30. Data Pengamatan berbagai jenis tanah pada kondisi kering (Kadar Air 4 0 % )

O ! 3.0

P m' organkbrrnh

g

1.0 '...

a

0.5 a- -2'

-*--i-=-''-.

0.0

"

-"

-..

"'- &-.- "%-'.-"---

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

WaktuPeng~matmn Tempwatur (detik)

Gambar 3 1. Data Pengamatan berbagai jenis tanah pada kondisi basah (Kadar Air >30%)

Pada kondisi kering, perubahan

temperatur pada pasir lebih tinggi dibandiigkan dengan liat dan organik. Pada kondisi ini, sifat termal tanah sangat dipengaruhi oleh variasi sifat mineral tanah. Hal ini sesuai dengan nilai konduktivitas pasir (6.4 x 10-3 cal cdl deg.I sec-I) lebih

besar dibandiigkan konduktivitas liat (2.88 x 10-3 cal cm-' deg-' sec-') dan organik (2.70 x 10-4 cal cm-I deg-' sec-I), (Rosenberg,

1974). Nilai konduktivitas tanah

menunjukkan besamya panas yang bisa dialikan (La1 dan Manoj 2004). Semakin besar nilai konduktivitas tanah maka nilai

perubahan temperatur juga

akan semakin

tinggi.

0 20 4 0 6 0 80 100

[image:65.595.81.503.0.798.2]

WsktuPa%gamatanT~ntpa~hu. ( d m )

Gambar 32. Perubahan ternperatur untuk liat #I, #2 dan lmsil simulasi

5.0

4.5 ,#

Ei 4.0

-

3.5

$

3.0

8

2.3 --pa*"v*ung 1

C

2.0 --pasir bs& 1

s

- ' - *,mlrrip.rir*erng

.-,

1.5 r rimlnripuirbsr*

e, 1.0

/.,.-

",C_

,A?

,,,#

0.5 ,

defggL

p~.,,..,.* .&-*',,'a'"-'-

0.0 P " . .

0 20 4 0 60 80 100

WalrtuPen~amatnnTclnpc~~)hu. ( d m )

Garnbar 33. Perubahan temperatur untuk pasir dan hasil simulasi

0 20 40 60 SO

WakhtPslgnmatnnTanpaatur ( d m )

Gambar 34. Perubahan suhu untuk organik #I, #2 dan h a i l simulasi

[image:66.599.82.514.84.817.2]

Gambar 32 sampai 34 menunjukkan tingkat konsistensi dan a h i sensor. Jika sensor dibuat sesetagam mungkin, maka akurasi pengamatan yang diperoleh akan semakin tinggi. Hal ini terbukti pada dua jenis tanah (liat

dm

organik) dimana pembahan subu yang terjadi mengikuti fungsi waMu dan tingkat kelengasan tanah. Untuk pasir, terdapat perbedaan hasil pengamatan antara sensor #1 dan #2. Pada sensor pasir #I, h a i l pengamatannya menunjukkan adanya konsistensi antara fungsi w a h dan suhu pada berbagai tingkat kelengasan tanah. Akan tetapi, pada sensor pasir #2 karena jarak antara pemanas dan sensor temperatur terlalu dekat maka pembahan snhu yang terukur lebih tinggi dari pembahan temperatur yang seharusnya.

Kendala yang sering terjadi dalam proses pengujian adalah kawat pemanas sering putus. Untuk mengatasi ha1 ini, disarankan menggunakan resistarice wire yang berdiameter lebih besar. Jarak antara pemanas dan sensor temperatur juga h m s konsisten supaya perambatan panas bisa seragam untuk semua sensor. KAT dapat

dinyatakan dengan dua cam, yaitu

pembahan temperatur sebagai parameter

3 0 I\

konstan dan pembahart waktu sebagai parameter konstan. Kenaikan temperatur secara signifikan mulai terlihat setelah 60 detik. Jadi, untuk desain dan pengukuran KAT selanjutnya bisa dilakukan hingga detik ke 60.

Pengukuran temperahu atau waktu pengamatan sebagai parruneter konstan memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Hal ini tergantung pada kemampum hardware dan sojhare yang digunakan. Jika pembahan temperatur dijadikan sebagai parameter konstan, inaka dibutuhkan kemompuan sofmare yang bisa mencatat waktu untuk mencapai pembahan temperahlr tertentu. Sedangkim jika waktu pengamatan yang dijadikan parameter konstan maka h m s dibuat alat ukur temperatur yang akurat.

Selain graNc yang menyatakan

hubungan antam waktu dan pembahsn temperatur, dari data pengamatan juga bisa diperoleh informasi laju penurunan KAT pada temperatur mangan dan juga p f i k

yang menyakan hubungan antara KAT d m pembahan temperatur pi~da berbagai jenis tanah.

KAT (4b Volume)

Jika dalam pengujian sensor, waktu Jika resolusi alnt t~kw temperatur semakin pengamatan dijadikan parameter konstan, tinggi maka akurasi pengukuran juga akan maka hams dibuat alat ukur temperatur yang semakin tinggi. Sehingga pengukuran KAT

memiliki akurasi tinggi. Setiap kenaikan dengan prinsip penghaniburan panas bisa suhu sebesar 0.l0C menyebabkan error dijadikan alat uktu KAT yang memiliki dalam pengukuran KAT sebesar 1-5 persen. akurasi dan resolusi yang tinggi.

100 ,

Pcmbahan Ternperslur

90

.'

_0.1

I

-

0.2

80 _0.3

0.4

r

0.5

5 q . 6

';60

h 0.7

-

(L 0.8

g

so _0.9

;

1

2

40

-

_{AT : 0.IaC}

% -AT : 0.TC

$ 3 0 AT : 0.3%

-

_AT : 0.4-C

20 -- AT : 0.5-C

-

-

- - --AT : 0.bC

10 I-T_---T---------- .-

AT : 0.7?'C AT OO%C

0 _{-AT O W}

0 5 I0 15 20 25 30

KAT (?6 volume) 3 5 - - - ~ ~ I T

[image:67.599.92.493.148.473.2]

1

Gambar 36. hubungan KAT dengan waktu pengamatan

Jika dalam pengujian sensor, perubaban temperatur dijadikan parameter konstan, maka barus dibuat alat ukur waktu (cozmter) yang memiliki akurasi tinggi. Setiap

kenaikan waktu sebesar 10 detik

menyebabkan error dalam pengukuran KAT

sebesar 1-5 persen. Kisaran nilai ini masih berada dalam akurasi pengukuran KAT.

Dalam pengkuran KAT dengan

pembaban tempemtur sebagai parameter

konstan, waktu pengamatan yang

menunjukkan nilai KAT mulai terliat nyata setelab 60 detik atau setara dengan perubaban suhu sebesar 0.6OC @ada I(AT 0-

5 persen). Semakin lama waktu yang digunakan dalam pemberian dosis panas maka penghamburan panas tanah akan

semakin terliat jelas. Waktu yang

digunakan juga harus dibatasi, karena pemberian dosis panas yang terlalu lama dapat melelehkan isolator.

Jika pembaban waktu dijadikan

parameter konstan, maka perubaban

temperatur yang menunjukkan nilai KAT mulai terlihat nyata setelab tempemtw naik

sebesar 0.6"C. Nyan atau tidaknya pembaban wakta dan pezubahan temperatur ditentukan (dilihat) dari slope g a f k yang dillasilkan oleh setiap data.

Pada pengukuran !CAT, setiap jenis sensor dan metode yang digunakan memiliki kelebihan dan kekurangm masing-masing. Begitu juga dengan sensor IOlT yang didesain pada penelitim ini. Kelebihan

pengukuran KAT dengan prinsip

penghambwan panas tanah adalab bisa mengukur KAT baik pad5 kondisi basah d m kondisi kering, Selain itu pengukuran KAT dengan p ~ s i p ini bisa digunakan untuk

V. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Desain sensor portable sudah berhasil

dibuat. Hasil pengukwan mampu

menunjukkan pernbahan temperatur yang menjadi indikasi air yang terkandung di

dalam tanah pada berbagai tingkat

kelengasan tanah.

Ada dua parameter ukw yang

digunakan untuk menentukan kadar air yaitu pernbahan temperatur sebagai parameter konstan dan waktn pengamatan temperatur

sebagai panmeter konstan. Kedua

parameter

ukur

ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Dari grafik yang menunjuWcan nilai ermr pengukuran, setiap kesalahan pengukuran 0.I0C atau 10

detik akan menyumbang kesalahan

pengukuran 1-5 persen. Nilai ini masih berada pada kisaran akurasi pengamatan

KAT yang lazim dignnakan. ladi,

kemampuan teknis hardware dan sofhvare

yang akan menentukan desain

pengembangan alat ukur selanjutnya apakah menggunakan pengukuran waktu atau pengukuran pernbahan temperatur.

5.2 Saran

Kendala yang diadapi dalam pengujian sensor adalah kawat pemanas yang sering putus. Untuk mengatasi keudala yang te qadi maka perlu dilakukan peuelitian dengan

menggunakan kawat pemanas yang

berdiameter lebih besar dari O.lmm.

Dalam penelitian ini, contoh tanah yang digunakan hanya 150 gram. Sehingga pada saat penimbangan contoh tanall sangat memungkiikan tertariknya sensor yang menyebabkan kontak antara pemanas dengan tanah tidak sempuma. Jika ada timbangan dengan kapasitas yang lebii

besar dengan resolusi tinggi,

makapengukuran bisa dilaknkan dengan menggunakan contoh tanah dengan volume atau massa yang lebih besar. Dengan menggunakan contoh tanah yang lebih besar maka kemungkinan tertarilmya sensor pada saat penimbangan contoh tanah bisa diperkecil.

DAFTAR PUSTAKA

Flint et al, 2002. Callibration and

Temperature Correction of Heat

Dissipation Mafric Pote~~fial Sensors. Soil Science Society of America Journal 66:1439-1445 (2002).

Hardjowigeno, S . 2003. Ilmu Tanah. Jakarta : Akddemika Pressindo

Haridjaja, 0. 19110. Penganlar Fisika Tanah. Institnt Pendidikan Latihan dan

Penyuluhan Pemlian. Institut

Pertanian Bogor.

Hillel, D. 1980. Fudamental of Soil Physic. New York :Academic Press.

Hopmans. JW, et ol., 2002. Indirect estimation of soil thernral properties and water flu using heat pulse probe

measurements: Geomctry and

dispersion effects. WATER

RESOURCES RESEARCH, VOL. 38, NO. 1.

httD://www.camobelsci.c~i (diakses tanggal 19 fehruary 2008).

httD://www.sowacs.com (diakses tanggal 13 febrnary 2005).

Jury, W dan Horton. 2004. Soil Physics sixth editon. United States of America :

John Wiley & Sons, inc.

Lal, R dan Manoj K.S. 2004. Principles of

Soil Physics. New York : Marcel

Dekker, Inc.

Rohayati, E.D .2000. Pengembangan Alat Ukur Kadar Air 'I'anah Berdasarkan Prinsip Penghamburan Bahang ( Heat Dissipation ). Skripsi. Bogor Fakultas Matematika dan llmu Pengetahuan Alam. Institut Pertauian Bogor.

Kelebihan : akurat, tidak perlu dikalibrasi, tidak dipengaruhi oleh kadar garam yang terkandung di &lam tanah.

Kekurangan : elektronik yang kompleks, biaya yang tinggi untuk "pure" TDR. Alat Ukur Kadar Air Tanah

Sifat DielekIrik I. Soil Moisture Probe

*

2 %

Tan& sensor MP4M menggmakan &elruensi tinggi untuk mendeteksi kelembaban tanah. KAT diukur berdesarkan sifat dielektrik tanah.

I I I 1

Kelebihan : dapat dipasang vertikal untuk memonitor KAT rala-rata pa& kolom tanah horizontal ataupun

KAT

pada kedalaman tertentu.

KAT diukur berdasarkan sifat dielektrik tanah.

akurasi

*

0.003 m3m-' Foto Alat

Campbell CR616 and the M K O Trime.

Metode

TDR

Prinsip Keja

. % m a y ay ynmm q o uqu"lupfdunmam

'ea

OL e33mg q n u a c p u q m u n ueq&!p os!q t h q '8 v a y qeue$ yn)m um@uad qmd no laqms !pocuam es!q "sum[ aA!lofar (y!1!1 n l ~ s opod) uemynBuad m u u mqwnq!p 3wK ye& .uals!suoy yopp

'36upser: %!",I 961mq !p %r~!~oguow epr?d ,w.!~!i nlss T l u n mmquSuad : ue9-ax

.(ZOOZ '.ID !a 'swmdoK) Bu!ray/oauewad d e [ !s!puoy

m p p unduour (3uedol W!sedey) qnuaFumpeay m l o p qmw epod ~ o q q ~ u m !s!puoy !e8wqlaq op8d y e w [ouual aej!s wynqmeS3uam os!q pjepe apozam p p ueqtqalax

a q O d d cdSltld l U 3 H '2

Suem

%way

pw

w3uap wy3qpmq!p

( ~ o q m ~ ) yepuai qqal !peGai 3ueK uqns ueyeqruad p m q y e w epe J ' o m s S ~ X mued

s!soP !iaqp yelaas w p umlaqas yeugl uqns ueyeqiuad yelepe !q apo$am a m p d ! s m