KALIBRASI SENSOR TINGGI MUKA AIR MENGGUNAKAN
SENSOR E-TAPE DENGAN METODE ANALISIS REGRESI
LINIER
CALIBRATION OF WATER LEVEL SENSOR USING E-TAPE
SENSOR WITH LINEAR REGRESSION ANALYSIS METHOD
Ario Wisnu Wicaksono 1, Eska Rahmadi 2 ,Sekar Ayu Darmastuti 3,Nurul Hidayati 4 Kelompok 8, HariRabu, Praktikum Minggu ke-8
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga,Bogor, 16680
awariowicaksono33@gmail.com
Abstrak :Jumlah air tanah yang berpengaruh pada kelembaban tanah adalah faktor kunci dalam bidang agrikultur. Jumlah air dalam tanah berdampak secara langsung pada pertumbuhan tanaman dan juga berpengaruh pada jumlah bahan kimia pertanian yang diberikan ke tanah.Praktikum ini bertujuan untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum melakukan pengukuran di lapang.Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wa geningen, Kampus Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014.Nilai yang dilihat secara penglihatan / manual, hasilnya tidak berbeda jauh dengan nilai konversi dari sensor muka air A dan B. Akan tetapi, untuk sensor pada tabung A, nilai pada detik 15 hingga selesai, pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan manual, sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda jauh, hal itu dapat diindikasikan ada beberapa macam faktor yang mempengaruhinya antara lain keadaan sensor yang sudah uzur alias sudah kurang peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor lainnya.Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor muka air e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan tinggi muka air dengan catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga optimal dalam memberikan informasi ketinggian muka air.
Kata Kunci : e-Tape, regresi linier, sensor, tinggi muka air
Abstract:The amount of ground water that affect soil moisture is a key factor in agriculture. The amount of water in the soil have a direct impacton plant growth and als oaffects the amount of agricultural chemicals applied to the soil. Practicum aims to calibrate the analog sensor water level before making measurements in the field. Practicum water level sensor calibration performed in Wageningen, Bogor Agricultural University on November 5,2014. The value of being viewed as a visual/ manual, the result is not much different from the value of the conversion of water level sensors A and B. However, for the sensor on the tube A, the value at 15 seconds to complete, the reading has begun to inaccurate sensor readings manually and tube B, where as the B tube and reading the manual value is not much different, it may be indicated there are several kinds of influencing factors, among others, state censorship of the elderly alias is a less sensitive response to changes in water level and other factors. Based on practical work that has been done, it can be concluded that the water level sensor E-Tape can be used optimally to determine the calibration of water level sensors to record still in good condition so that optimal water level information.
Keywords : e-Tape, linear regression, sensors, water level
PENDAHULUAN
dari jumlah air tanah telah memperoleh perhatian yang besar sejak dahulu. Pada praktiknya terdapat tiga metode dasar yang tersedia, yaitu teknik gravimetri, teknik nuklir dan teknik elektromagnetik. Dari semua ini, teknik elektromagnetik telah menjadi populer karena dapat menentukan kelembaban tanah secara cepat, aman, tidak merusak dan mudah diautomatisasi (Rusdin 2011).
Beberapa peneliti telah mengkalibrasi sensor kapasitif untuk tipe tanah tertentu. Pada studi tersebut, keluaran dari sensor-sensor (frekuensi) berhubungan langsung dengan jumlah air dalam tanah. Umumnya, suatu frekuensi referensi dipergunakan untuk mengkompensasi perbedaan diantara sensor-sensor. Dari sudut pandang teoritis dinyatakan juga bahwa kapasitansi sensor pada dasarnya berubah akibat variasi permitivitas dari tanah yang merupakan fungsi dari jumlah air. Dengan memecah kalibrasi menjadi dua tahapan yaitu satu frekuensi berhubungan dengan permitivitas tanah dan yang lainnya adalah permitivitas berhubungan dengan jumlah air tanah, sehingga diperoleh banyak faktor fisis berdasarkan prosedur kalibrasi.
Sebagian besar penduduk Indonesia masih bergerak dalam sektor pertanian dan perkebunan. Terdapat banyak jenis sawah diantaranya, yaitu sawah tadah hujan, sawah irigasi, sawah bencah atau sawah pasang surut, sawah kambang dan sawah padi gogo-rancah. Pada ketinggian di atas 500 meter, pertanian sawah dinilai tidak optimal lagi karena suhu udara mulai sejuk dan persediaan air sudah berkurang. Petani juga harus mengetahui tinggi muka air yang cocok dengan jenis-jenis sawahnya. Untuk itulah praktikum ini dilaksanakan. Praktikum ini bertujuan untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum melakukan pengukuran di lapang.
METODE PRAKTIKUM
Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wageningen, Kampus Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014. Alat yang digunakan pada praktikum ini, yaitu Data logger Em50, sensor muka air e-Tape, tabung ukur, penggaris dan seperangkat komputer atau laptop. Langkah pertama yaitu dilakukannya kalibrasi sensor muka air secara bergiliran oleh masing-masing kelompok. Kemudian kabel sensor muka air e-Tape disambungkan ke Data logger Em50. Selanjutnya sensor muka air e-Tape dimasukkan ke dalam tabung ukur. Setelah itu, air tabung diisi secara bertahap setiap ketinggian 2 cm. Kemudian keluaran sensor muka air e-Tape yang tertera di Data logger Em50 dicatat oleh praktikan. Lalu dibuatlah grafik hubungan antara hasil keluaran sensor muka air e-Tape dengan hasil pengukuran muka air secara manual. Setelah itu, ditentukannya persamaan yang menunjukkan hubungan tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1 Hasil kalibrasi tinggi muka air
Berdasarkan tabel 1, pola pembacaan pada sensor di data logger menunjukkan pola jika ketinggian air semakin meningkat, maka pembacaan sensor akan semakin kecil nilainya. Untuk pengujian pembacaan data logger selama 5 menit dengan selang waktu 15 detik disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 2 Hasil keluaran Data Logger selama 5 menit
Waktu (detik)
y = -23.69x + 1528.
Gambar 1 Kurva regresi linier dari tabung A
Berdasarkan gambar 1 tentang kurva regresi linier dari tabung A, dapat hasil untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -23.691x + 1528.2 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan analisis regresi untuk tabung B.
Gambar 2 Kurva regresi linier dari tabung B
Berdasarkan gambar 2 tentang kurva regresi linier dari tabung B, dapat hasil untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -30.791x + 1510.3 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan tabel perbandingan nilai tinggi muka air hasil pengukuran dengan hasil pengamatan sebagai berikut.
135 11.364 18.697 19.8 pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan manual, sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda jauh, hal itu dapat diindikasikan ada beberapa macam faktor yang mempengaruhinya antara lain keadaan sensor yang sudah uzur alias sudah kurang peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor lainnya. Berikut disajikan tabel penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka air tiap detik sebagai berikut.
Tabel 4 Penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka air tiap detik
Sensor e-Tape ini bekerja dengan basis tekanan hidrostatis dari cairan yang diberikan kepada sensor. Tekanan hidrostatis yang diberikan cairan ke sensor, menyebabkan perubahan resistansi listrik yang besarnya tergantung oleh jarak dari titik atas sensor ke permukaan cairan. Semakin kecil tinggi permukaan air, maka jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin kecil dan tekanan hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin kecil. Hal ini menyebabkan ketika ketinggian cairan tinggi, output voltase yang ditampilkan pada serial monitor menghasilkan nilai yang kecil. Semakin besar tinggi permukaan air, maka jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin besar dan tekanan hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin besar. Hal ini menyebabkan ketika ketinggian cairan rendah, output voltase yang ditampilkan pada serial monitor
menghasilkan nilai yang tinggi. Kedua hal inilah yang menyebabkan kurva hubungan ketinggian air dan voltase memiliki bentuk yang menurun (Sitepu 2012).
Berdasarkan data dari tabel dan kurva, dapat disimpulkan bahwa sensor e-Tape merupakan sensor ketinggian cairan yang akan menunjukkan hubungan penurunan nilai voltase ketika terjadi peningkatan muka air, dan peningkatan nilai voltase ketika terjadi penurunan muka air. Hal ini disebabkan oleh cara kerja sensor e-Tape yang mengukur tekanan hidrostatis cairan pada titik permukaan cairan.
Penggunaan sensor seperti di lapangan dapat digunakan di banyak tempat, untuk hal yang utama dapat ditempatkan di lahan persawahan untuk memantau tinggi muka air yang sesuai agar tanaman maupun padi dapat tumbuh dengan optimal. Penggunaan lainnya dapat diaplikasikan untuk memantau tinggi muka air di sungai atau danau dengan catatan harus menggunakan catu daya agar dapat beroperasi secara kontinu (Novrian 2011).
Simpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor muka air e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan tinggi muka air dengan catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga optimal dalam memberikan informasi ketinggian muka air.
Saran
Untuk praktikum selanjutnya, sebaiknya keadaan alat sensor dapat lebih baik lagi sehingga tidak ada kesalahan pembacaan agar praktikum dapat berjalan optimal.
Daftar Pustaka
Novrian Aswadi. 2011. Alat Pengukur Tinggi Muka Air Sungai Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Elektronika Telekomunikasi Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro : Semarang.
Rusdin Andi. 2011. Penentuan Elevasi Permukaan Air Berdasarkan Data Series Tinggi Tekanan Air. Majalah Ilmiah Mektek Tahun XIII No.2, Mei 2011. Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Tadulako : Palu.
