atmega8535

1

JURNAL FMIPA FISIKA-UNIVERSITAS BENGKULU

RANCANG BANGUN ALAT UKUR SALINITAS BERBASIS TELEMETRI GSM SECARA REALTIME MENGGUNAKAN MIKROKONTROL ATMega16

Zul Bahrum Caniago[1], Irkhos[2], Herdianto Pratama[3] Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu

Jl.WR.Supratman Kandang Limun Bengkulu 38371A [email protected][1] [email protected][2]

[email protected][3] Abstrak - Sungai adalah suatu aliran yang sangat panjang dan akhirnya bermuara ke laut. Sungai memiliki bagian hulu, tengah dan hilir dengan salinitasnya yang berbeda pada setiap bagian. Beberapa wilayah di Kota Bengkulu dialiri oleh aliran sungai yang cukup besar salah satunya adalah Sungai Serut yang mengalir cukup deras. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pola perubahan salinitas air Sungai Serut ditiga titik pengukuran yang mewakili bagian hulu, tengah dan hilir Sungai Serut secara real time serta mengetahui hubungan antara perubahan salinitas air Sungai Serut terhadap pasang surut Sungai Serut. Perancangan instrument dilakukan dengan menggunakan sensor Konduktivitas, perangkat pengambil waktu rill (realtime clock), mikrokontroler ATMega16 serta modem GSM WaveCom. Instrument ini mengambil data tiap menit ke-15 dan mengirimkan informasi kepada user melalui modem GSM WaveCom. Langkah yang diambil adalah dengan mengukur salinitas air sungai secara realtime untuk mengetahui hubungan antara perubahan salinitas air sungai terhadap pasang surut sungai selama 15 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tiga alat yang didesain mampu mengukur perubahan salinitas air Sungai Serut dengan besar nilai error masing-masing instrument yaitu instrument (I) 2%, instrument (II) 4% dan instrument (III) 1% selain itu, penelitian ini juga menunjukkan hubungan antara perubahan salinitas air Sungai Serut dan pasang surut Sungai Serut. Kata Kunci - Salinitas Air Sungai, Aliran Sungai, Real Time, Kondutivitas, GSM, Refraktrometer, Telemetri dan ATMega16. Abstract - River is a very long water stream and end into the sea. Rivers have the upstream, middle stream and downstream with different salinitas of water stream for each section. Some areas of the city of Bengkulu fed by big river and one of them is Serut River flowing quite heavy. This study aims to identify pattern of changes of river salinitas on 3 measurement point representing upstream, middle stream and downstream in real time to identify the relationship between changes in river salinitas of Serut River with the tidal of Serut River. The design of the instrument is using conductivity sensor, device take real time clock (real time clock), ATMega16 microcontroller and WaveCom GSM. These instruments take the data every 15 minutes and sent the data to the user via WaveCom GSM Modem. Step taken is to measure the salinitas of the stream in realtime to the determine the relationship between changes in the river salinitas with river tidal in 15 days. The result show that the three tools designed are able to measure changes in the river salinitas of Serut River with error value of each instrument is 2% (Instrument I), 4% (Instrument II), 1% (Instrument III) in addition this study also shows the relationship between the change of river salinitas with the tidal of Serut River. Keywords - River Salinitas, River Flow, Real Time, Conductivity, GSM, Refractrometer, Telemetry and ATMega16.

2


I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Sungai merupakan tempat aliran air

yang akhirnya bermuara ke laut. Sungai memiliki beberapa bagian, diantaranya bagian hulu, tengah dan hilir. Disetiap bagian memiliki salinitas yang berbeda. Pengukuran selintas sungai memerlukan alat ukur yang memadai untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat (Soewarno, 1995).

Pada kondisi tertentu, tidak memungkinkan untuk melakukan pengamatan langsung terhadap salinitas sungai. Pada keadaan misalnya satu lokasi jauh dari jangkauan transportasi dan lokasi yang tertutup sering kali tidak dapat dilakukan pengukuran secara langsung (Arief, 2011).

Untuk mendapatkan besaran parameter ini diperlukan suatu alat, baik secara elektronik (digital) maupun analog. Instrumen pengukur analog biasanya memiliki ketelitian yang kurang baik, karena kesalahan pengukuran dapat sering terjadi, baik dari kemampuan mengamati pada pihak pengguna maupun kesalahan dari alat itu sendiri. (Ahmad, 2003).

Beberapa wilayah di Kota Bengkulu dialiri oleh aliran sungai yang cukup besar salah satunya yaitu Sungai Serut. Aliran Sungai Serut sering terjadi luapan yang disebabkan oleh curah hujan yang begitu deras pada musim penghujan dan adanya intrusi air laut sehingga berdampak pada perubahan salinitas Sungai Serut (Adriansyah, 2011).

Pengukuran salinitas air sungai pada daerah yang sukar dijangkau serta pengukuran dalam jangka waktu yang lama akan menemui kesulitan dalam menggunakan alat ukur salinitas sungai yang belum bekerja secara realtime. Pengukuran salinitas di Sungai Serut kota Bengkulu belum pernah dilakukan secara realtime berbasis telemetri GSM. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran salinitas Sungai Serut secara realtime dengan pengiriman data secara kontinu, cepat dan akurat. Pengukuran salinitas Sungai Serut menggunakan sensor konduktivitas (Seperti: Septiana, 2009; Ahmad, 2003).

Penelitian menggunakan sensor konduktivitas sudah sering dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumya diantaranya, alat ukur kadar garam (salinitas) dalam air berbasis mikrokontroler (Septiana, 2009), pemetaan salinitas air laut akibat pasang surut di muara saluran Jongaya (Aidil, 2014).

Pada penelitian ini berbeda dengan penelitian sebelumnya, yaitu merancang alat sistem pengukuran salinitas air sungai berbasis telemetri GSM guna untuk pengukuran salinitas Sungai Serut secara realtime. B. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian tugas akhir ini adalah :

1. Modifikasi alat ukur salinitas sungai dengan menggunkan sensor konduktivitas berbasis telemetri.

2. Mengidentifikasi pola perubahan salinitas air Sungai Serut secara real time.

II TINJAUAN PUSTAKA

A. Salinitas

Salinitas merupakan tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah. Secara ilmiah, salinitas didefinisikan dengan total padatan dalam air setelah semua karbonat dan senyawa organik dioksidasi dan bromide serta iodide dianggap sebagai klorida (Amri, 2003).

Ciri paling khas pada air laut yang diketahui oleh semua orang ialah rasanya yang asin. Ini disebabkan karena didalam air laut terlarut garam-garam yang paling utama adalah natrum klorida (NaCl) yang sering disebut garam dapur. Selain NaCl, di dalam air laut terdapat pula MgCl2, kalium, kalsium dan sebagainya. Salinitas adalah jumlah berat semua garam (dalam gram) yang terlarut dalam satu liter air, biasanya dinyatakan dengan satuan 0/00 (permil, gram per liter) (Irianto, 2003). B. Pengertian Sungai

Sungai merupakan tempat atau wadah aliran air terbentuk secara alami yang mengalir karena adanya gravitasi, dimulai dari mata air sampai muara dengan dibatasi kanan dan kirinya serta sepanjang pengalirannya oleh garis sempadan sungai. Sungai yang juga merupakan satu bagian dari siklus hidrologi, di mana air yang mengalir di sungai berasal dari air hujan, baik berupa aliran permukaan yang masuk ke sungai, maupun yang masuk ke dalam tanah terlebih dahulu mengisi tampungan air tanah dan secara perlahan keluar lewat mata air masuk ke sungai (Bambang, 2003). C. Pengertian Muara Sungai

Muara Sungai (Estuaria) adalah perairan yang semi tertutup yang berhubungan

3


bebas dengan laut, sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar. Pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika dan kimia lingkungan khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut. Tempat bertemunya arus sungai dengan arus pasang surut, yang berlawanan menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya (Bambang, 2003). D. Sistem Telemetri dengan SMS

SMS merupakan layanan yang banyak diaplikasikan pada layanan komunikasi nirkabel. Data yang dikirimkan berbentuk alfanumerik berupa kode karakter teks American Standard Code for Information Interchange (ASCII) yang dapat dibaca.

Ketika pengguna mengirim SMS, maka pesan dikirim ke Mobile Switching Center (MSC) melalui jaringan seluler yang tersedia meliputi tower Base Transceiver Station (BTS) yang sedang meng-handle komunikasi pengguna, lalu ke Base Station Controler (BSC), kemudian sampai ke MSC. MSC kemudian mem-forward lagi SMS ke SMSC untuk disimpan. SMSC kemudian mengecek lewat Home Location Register (HLR) untuk mengetahui apakah handphone tujuan sedang aktif dan dimanakah handphone tujuan tersebut (Kristiyanto,2008).

Gambar 2.1 Alur Penerimaan SMS Pada Standar Teknologi GSM

SMS pertama kali diperkenalkan di

Benua Eropa pada era tahun 1991 bersamaan dengan teknologi informasi tanpa kabel yaitu GSM. Pengiriman SMS pertama kali dilakukan pada bulan Desember 1992 yang dilakukan dari sebuah Personal Compute (PC) ke telepon bergerak (mobile) dalam jaringan GSM milik Vodafone, Inggris, dengan segera, perkembangannya merambah Benua Amerika yang dipelopori oleh beberapa operator komunikasi antara lain Bellsouth Moblility, PrimeCO dan lain-lain. Kini cara mengirimkan

SMS bervariasi, ada yang menggunakan AMPS, GSM dan Code Division Multiple Acces (CDMA). Modul GSM (WaveCom GSM Module) yang digunakan dalam tugas ini telah mendukung pengiriman SMS melalui AT Command dengan mode teks dan mode Protocol Data Unit(PDU). Untuk kemudahan digunakan mode teks (Achmadi, 2011). E. Modul GSM WaveCom

GSM WaveCom berfungsi sebagai bagian pengiriman data berupa pesan singkat.

Gambar 2.2 Modul GSM WaveCom

Modem GSM digunakan karena dapat diakses menggunakan komunikasi data serial dengan baudrate yang dapat disesuikan mulai dari 9600 sampai 115200. Selain itu, modul GSM ini menggunakan catu daya 7,5 VDC dan tidak memerlukan tombol ON untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok untuk digunakan pada sistem yang berjalan secara terus menerus (Achmadi, 2011). F. Komunikasi USB (Universal Serial Bus)

USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua transaksi.

Gambar 2.3 Konektor USB

Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik. (Ahmad, 2010). G. Sensor Konduktivitas

Konduktivitas polimer konduktif secara intrinsik sebenarnya telah didahului oleh polimer komposit dimana konduktivitasnya dipicu dengan insersi bahan konduktif listrik ke dalam matriks polimer insulator. Polimer komposit yang tidak didoping tidak stabil dengan adanya oksigen yang bertindak sebagai dopan dengan terbentuknya anion superoksida karena merusak konjugasi dan menyebabkan degradasi rantai polimer, sehingga stabilitasnya menurun. Polimer konduktif yang didasarkan pada

4


polianilin sangat stabil dibandingkan polipirol, politiofena, dan turunannya (Jagur, 2002).

Polimer konduktif dikenal dapat berubah konduktivitasnya secara reversibel ketika dikenai berbagai macam uap senyawa organik dan gas. Walaupun telah sukses digunakan untuk mendeteksi gas dan uap senyawa organik tetapi perlu pengembangan sensor gas yang baru dengan sensitivitas tinggi, stabilitas tinggi, dan selektivitas yang berbeda terhadap uap senyawa organik (Guernion, 2004). H. Mikrokontrol ATMega16

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analogconverter) dan serial komunikasi (Heru, 2008).

Gambar 2.4 Skematik Rangkaian

Sistem minimum adalah suatu rangkaian minimal dimana mikrokontroler terdapat Mikrokontroler ini dapat mengeksekusi perintah dalam satu periode clock untuk setiap instruksi.

III METODE PENELITIAN

A. Perancangan Model Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Kerja Alat Ukur

Salinitas Air Sungai

Gambar 3.1 menjelaskan tentang proses kerja alat ukur yang digambarkan dalam diagram blok. Dalam perancangan sistem telemetri ini,

terdapat beberapa komponen yang memiliki fungsi yang penting dalam proses pengukuran, komponen tersebut diantaranya:

a. User terminal, yang merupakan perlatan mobile station yang berupa telepon selular yang berfungsi untuk menerima data pengukuran dalam bentuk SMS.

b. GSM network, merupakan operator penyedia jaringan GSM yang mendukung layanan pengiriman pesan pendek SMS.

c. Base terminal, juga merupakan peralatan mobile station yang berupa telepon selular yang mampu melakukan fungsi pengiriman melalui gerbang kabel data serial dengan menggunakan mode Proticol data Unit (PDU). Dalam penelitian ini menggunakan Modul GSM WaveCom Fastrack 1306.

d. Microcontroller system, merupakan perangkat keras yang terbuat dari sebuah mikrokontroler yang dilengkapi dengan perangkat lunak dan beberapa komponen tambahan yang berfungsi untuk melakukan pembacaan dan pengolahan data PDU yang diterima dari base terminal, serta melakukan akuisisi data.

e. Controlled object, merupakan daerah-daerah yang akan dijadikan sampel oleh sistem telemetri ini.

Setelah mengetahui cara kerja alat menggunakan diagram blok, diperlukan suatu skema alat yang akan di pasang di lapangan. Skema alat identifikasi perubahan salinitas sungai secara “realtime” dan pengiriman data melalui SMS dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut:

Gambar 3.2 Desain Alat Pengukur Salinitas Air

Sungai Keterangan gambar 3.2 desain alat pengukur salinitas air sungai :

1. Mikrokontroler berfungsi untuk mengontrol kerja sensor salinitas air sungai serta pengontrol sistem yang

5


dihubungkan dengan transmitter agar hasil pengukuran berbasis telemetri.

2. Sensor salinitas (Sensor Konduktivitas) berfungsi untuk identifikasi salinitas sungai berupa besaran fisis salinitas sungai.

B. Perancangan Unit Sistem a. Perancangan Alat Ukur Salinitas Sungai

Pemilihan sensor konduktivitas pada sistem pengukuran salinitas air sungai, dikarenakan sensor konduktivitas memberikan keakuratan dalam pengambilan data pengukuran salinitas dibandingkan dengan sensor lainnya. Bagian pusat pengontrolan terletak pada sistem minimum mikrokontroler ATMega16, sistem pengukuran terhubung dengan sebuah modul WaveCom yang dikendalikan oleh mikrokontroler dengan AT-Command menggunakan mode teks, sehingga dapat digunakan untuk mengirimkan pesan berupa SMS ke nomor handphone yang diinginkan. Prinsip kerja alat ukur salinitas air sungai adalah ketika sensor konduktivitas yang menghasilkan output berupa pulsa yang akan diproses oleh mikrokontroler dan diteruskan kepada Modul GSM WaveCom sehingga dikirimkan dalam SMS. b. Rangkaian Sistem Minimum ATMega16

Sistem minimum adalah suatu rangkaian minimal dimana mikrokontroler dapat bekerja. Sistem minimum dapat dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. Pada rancangan ini menggunakan mikrokontroler ATMega16 dengan komponen kristal 8000000 Hz serta kombinasi rangkaian untuk mendukung rangkaian osilator internal. Sistem minimum ini juga dilengkapi dengan rangkaian reset sehingga pada saat mikrokontroler diaktifkan akan terjadi reset.

Pemrograman mikrokontroler yang memakai bahasa tingkat tinggi ada beberapa metode, antara lain: kompilasi, kode sumber yang dibuat langsung diterjemahkan ke dalam bahasa rakitan mikrokontroler dan interpretasi. Kode sumber diterjemahkan dahulu oleh mikrokontroler sebelum dieksekusi. Gabungan kedua metode dipilih untuk menyederhanakan kerja interpreter proses kompilasi dipilih dan karena proses.

Pembuatan program lebih mudah jika dilakukan di pc. Tata bahasa BASIC merupakan tata bahasa yang populer karena tergolong mudah untuk dipelajari dan cocok untuk diterapkan karena relatif tidak rumit

penerapannya jika dibandingkan dengan tata bahasa tingkat tinggi lainnya, misalnya C dan Pascal. Untuk menerapkan interpreter sistem BASIC (sisBASIC), maka digunakan mikrokontroler microchip PIC16F84A. Interpreter ini bekerja dengan membaca hasil kompilasi yang disimpan pada EEPROM Atmel AT24C64, menerjemahkan dan mengeksekusinya. Kompailer dirancang untuk digunakan pada pc, memiliki fasilitas editor teks, jendela terminal port serial untuk sarana menampilkan pesan dan transfer program ke sistem interpreter (Santoso, 2013). c. Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak merupakan salah satu faktor yang membuat mikrokontroler dapat bekerja sebagaimana mestinya. Perangkat lunak ini yang mengendalikan tingkah laku dari mikrokontroler dan menentukan pekerjaan apa yang harus dilakukan oleh mikrokontroler. Perangkat lunak dapat ditulis dalam bentuk bahasa Assembly, pada perangkat lunak mikrokontroler ini menggunakan bahasa Basic. Keuntungan dalam menggunakan bahasa ini adalah kecepatan menyeleseaikan program dikarenakan tidak perlu memahami register yang akan digunakan dalam perancangan sehingga lebih mudah dipahami. Perangkat lunak yang dibuat menggunakan bahasa C akan menghasilkan file HEX adalah BASCOM AVR. BASCOM AVR merupakan sebuah cross compiler.

Mikrokontroler akan membaca pengukuran sensor konduktivitas akan membaca nilai pengukuran sensor koduktivitas terhadap salinitas air sungai, kemudian akan mengirimkan hasil pengukurannya ke suatu nomor yang ditentukan pada saat penanaman program dilakukan. Sistem komunikasi antara modul dengan mikrokontrol terjadi satu arah, artinya hanya modul yang bertugas sebagai server yang melakukan pengiriman, sedangkan handphone user hanya berfungsi sebagai menerima data yang dikirim oleh modul server. C. Kalibrasi Alat

Kalibrasi alat dilakukan dengan membandingkan alat uji dengan alat standar. Dengan cara mendampingkan alat standar dengan alat uji pada tempat dan waktu yang sama. Dari hasil pembacaan alat standar dan pembacaan alat yang diuji, kemudian dihitung konstanta kesebandingannya. Adapun perhitungan untuk mendapatkan konstanta

6


menggunakan persamaan sebagai berikut ( Prajitno,1994 ).

𝑘𝑘 =𝑛𝑛 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑛𝑛 𝑠𝑠𝑎𝑎𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢

… … … … … … (1)

Konstanta digunakan sebagai acuan perbandingan pengukuran salinitas air sungai standar yang umum digunakan seperti refraktrometer dengan instrument rancangan. Hasil uji perbandingan dengan menggunakan refraktrometer laboratorium dan instrument rancangan dapat dihitung untuk melihat kesalahan (error) dari instrument yang dirancang menggunakan persamaan (Ningsih, 2008).

𝑒𝑒𝑛𝑛 = 𝑌𝑌𝑛𝑛 − 𝑋𝑋𝑛𝑛

𝑌𝑌𝑛𝑛 𝑥𝑥 100% … … . (2)

Dengan Yn : Hasil instrument rancangan Xn : Hasil refraktrometer laboratorium

D. Metode Pengujian Pada penelitian ini menggunakan

metode pengujian yang dilakukan pada sistem pengukuran salinitas air sungai ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari perangkat keras ataupun dari perangkat lunak yang digunakan, apakah sudah bekerja sesuai dengan yang sudah diinginkan atau belum. Tahapan pengujian dapat dilakukan dengan pengujian sistem minimum ATMega16, pengujian sensor konduktivitas, pengujian modem WaveCom serta pengujian sistem secara keseluruhan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah masing-masing perangkat keras dan perangkat lunak telah bekerja dengan baik. E. Analisis Data

Analisa data diperoleh dengan mencari nilai koefisien korelasi antara pasang surut dan kecepatan arus air sungai, dimana korelasi yang dimaksud adalah suatu teknik statistik yang digunakan untuk mencari hubungan antara dua variabel atau lebih yang sifatnya kuantitatif. Secara matematis nilai koefisien korelasi dapat dihitung sebagai berikut : r =

𝑛𝑛∑𝑥𝑥𝑥𝑥 − (∑𝑥𝑥) (∑𝑥𝑥)

�[𝑛𝑛(∑𝑥𝑥2)− (∑𝑥𝑥)2][𝑛𝑛(∑𝑥𝑥2) − (∑𝑥𝑥)2](3)

dengan n = banyaknya pasangan data X dan Y ∑x = Total Jumlah dari variabel X ∑y = Total Jumlah dari variabel Y ∑x² = Kuadrat dari Total Jumlah variabel X ∑y² = Kuadrat dari Total Jumlah variabel Y ∑xy = Total Jumlah dari hasil perkalian variabel X dan variabel Y

Koefisien korelasi yang diperoleh bermanfaat untuk mengetahui hubungan antara

dua variabel (bisa lebih dari dua variabel) dengan skala-skala tertentu. Korelasi mempunyai kemungkinan pengujian hipotesis dua arah. Korelasi searah jika nilai koefisien korelasi diperoleh adalah positif , begitu juga dengan sebaliknya jika koefisien korelasi negatif, maka korelasi tersebut dikatakan tidak searah.

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengujian Sistem Minimum ATMega16 Pengujian sistem minimum bertujuan

untuk mengetahui apakah sistem minimum dapat melakukan proses pembacaan chip signature dan download program dari compiler ke mikrocontrol dengan baik.

Gambar 4.1 Hasil pembacaan Chip Signature

Jika proses chip signature sukses maka

akan tampil hasil pembacaan jenis chip Atmega sesuai dengan jenis mikrokontroler pada sistem minimum yaitu ATMega16. Kemudian, pada saat proses download program akan tampil pemberitahuan seperti gambar di bawah ini

Gambar 4.2 Proses download

Apabila proses download berhasil dan

tidak ada error pada program, maka pada tampilan di pojok kiri bawah tidak akan menampilkan peringatan error. B. Pengujian Sensor Konduktivitas dan Kalibrasi

Pengujian sensor konduktivitas dapat dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran dari refraktrometer dengan sensor konduktivitas yang telah dibuat. Pengujian dilakukan pada saat posisi sensor tersebut normal atau pada keadaan standby maka keluaran data pada sensor adalah 0, karena tidak mendeteksi. Namun apabila sensor dalam keadaan aktif atau mendeteksi cairan atau air, maka sensor tersebut akan mengirimkan sinyal listrik atau pulsa berbentuk data tegangan listrik (volt). Pada saat sensor mengirimkan tegangan inilah yang menjadi masukan bagi mikrokontroler untuk

7


kemudian diolah sesuai dengan perintah program yang telah dimaskkan pada mikrokontroler ATMega16. Rangkaian sensor konduktivitas dapat dilihat pada gambar di bawah ini

(a) (b)

Gambar 4.3 (a) Sensor Konduktivitas, (b) Rangkaian Sensor Konduktivitas

Pengujian kalibrasi yang digunakan

adalah refraktrometer laboraturium. Proses kalibrasi dilakukan dengan memasukan alat rancangan dengan refraktrometer ke dalam air sungai secara berdampingan. Pengambilan data dilakukan 6 kali pengulangan pada sampel yang sama. Adapun hasil perbandingan pengukuran salinitas air sungai dengan menggunakan refraktrometer dan alat ukur yang telah dirancang dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Perbandingan hasil pengukuran 3 instrumen rancangan dengan refraktrometer

Dari tabel 2 hasil perbandingan pengukran ditiga titik dapat dihitung pengujian kesalahan (error) dari nilai instrumen rancangan yang sudah dikalibrasi dengan refraktrometer laboraturium menggunakan persamaan 2 perbandingan. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Hasil pengujian Kesalahan (error) Instrumen Rancangan

C. Pengujian Modem GSM WaveCom Pengujian modul GSM WaveCom

dilakukan dengan menggunakan program hyperterminal yang ada pada computer. Menghubungkan modul dengan komputer menggunakan USB. Pengujian yang dilakukan pada modul ini yaitu pengujian pengiriman

SMS menggunakan program hyperterminal, yaitu dengan cara mengetikan perintah seperti pada gambar di bawah ini

(a) (b)

Gambar 4.4 (a) Pengujian Modem GSM WaveCom, (b) Hasil Pengujian Modem

WaveCom

Jika terdapat pernyataan seperti yang terlihat pada gambar 4.4 (b) berarti bahwa modul GSM WaveCom telah bekerja dengan baik. D. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan

Pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan dengan menggabungkan semua bagian yang dibutuhkan sesuai dengan rencana perancangan yang sudah di buat sebelumnya. Secara elektronis rangkaian secara keseluruhan telah bekerja dengan baik, out put dari mikrokontroler dapat mengirimkan data kecepatan arus sungai dari sensor secara “realtime” melalui layanan pesan singkat SMS sehingga penelitian dengan pengambilan data setiap 15 menit selama 15 hari di tiga titik pengukuran dapat berjalan dengan baik. Dokumentasi di lapangan dari alat dan penempatan di atas aliran sungai dapat dilihat pada gambar

(a) (b) (c)

Gambar 4.5 (a) Instrument pada titik pengukuran I, (b) Instrument pada titik

pengukuran II, (c) Instrument pada titik pengukuran III

Gambar 4.5 merupakan instrument

pengirim data kecepatan arus sungai berbasis telemetri GSM. Instrument terdiri dari sistem minimum ATMega16 sebagai pusat kontrol seluruh sistem, sensor konduktivitas sebagai instrument yang mengubah besaran fisis yaitu tengangan listrik yang langsung dikonversikan menjadi besaran digital, kemudian modul GSM WaveCom sebagai media transmit data. Sistem telemetri data waktu dan kecepatan arus memanfaatkan jaringan GSM sebagai

8


medium transmitter menggunakan salah satu provider layanan GSM yaitu Telkomsel. Proses pengiriman data diambil tiap menit ke-15, 30, 45 dan 60 selama 24 jam dalam 15 hari, pengukuran dimulai pada tanggal 19 Mei 2015 pukul 00.15 WIB sampai 02 Juni 2015 pukul 00.00 WIB (Lampiran 1). Sistem pengukuran kecepatan arus ini masih dalam tahap awal karena sistem pengambilan data belum bisa memberikan hasil selama satu musim penuh sehingga nilai salinitas air Sungai Serut, belum dapat diketahui secara keseluruhan.

Pengujian keakurasian instrument menggunakan refraktrometer yang ada di Laboratorium untuk mengetahui perbedaan nilai salinitas air sungai dengan menggunakan sensor konduktivitas. Dalam proses pengiriman data selama kurun waktu 24 jam, handphone user akan menerima data berupa SMS. SMS yang diterima memberikan informasi berupa data waktu pengiriman dan salinitas air sungai (0/00). Terjadinya perbedaan waktu pada saat pengiriman dan pada saat penerimaan data dapat di tanggulangi karena instrument sudah menggunakan RTC, sehingga walaupun ada gangguan jaringan GSM yang menyebabkan keterlambatan penerimaan SMS, waktu pada saat data itu diambil dapat diketahui oleh user. Penelitian selama 15 hari dibagi menjadi 45 grafik yaitu grafik tiap hari terhitung sejak 19 Mei sampai dengan 02 Juni 2015 di tiga titik pengukuran aliran Sungai Serut Kota Bengkulu. Hasil pengukuran dan grafik dapat dilihat pada lampiran tabel dan lampiran gambar.

Perubahan salinitas terendah pada titik pengukuran I terjadi pada hari ke 11 pada tanggal 29 Mei 2015, grafiknya bisa dilihat di bawah ini

Gambar 4.6 Salinitas Terendah pada Titik I

Perubahan salinitas terendah pada titik

pengukuran I mencapai angka 40/00 pada pukul 2.45 WIB. Hal ini terjadi karena keadaan sungai sedang terjadi pasang akibat hujan dari hulu sungai sehingga menyebabkan air yang mengandung kadar garam ikut terbawa arus sungai menuju muara sungai. Sedangkan untuk

perubahan salinitas tertinggi rata-rata mencapai angka 90/00 pada tanggal 19, 20, 21 dan 26 Mei 2015.

Perubahan salinitas terendah pada titik pengukuran II rata-rata mencapai angka 80/00 terjadi setiap hari. Grafik pengukuran dapat dilihat pada lampiran grafik. Sedangkan perubahan salinitas tertinggi terjadi pada tanggal 20 Mei s/d 2 Juni 2015 yaitu mencapai angka 100/00.

Perubahan salinitas terendah pada titik pengukuran III terjadi pada tanggal 30 Mei 2015 yaitu mencapai angka 100/00. Perubahan ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar 4.7 Salinitas Terendah pada Titik III

Perubahan salinitas terendah ini terjadi

pada pukul 11.45 s/d 12.00 WIB. Perubahan ini terjadi karena air sungai pada titik pengukuran III sedang mengalami surut. Sehingga air sungai mengalir ke muara sungai.

Sedangkan untuk perubahan salinitas tertinggi terjadi pada tanggal 1 Juni 2015 yaitu mencapai angka 150/00. Grafik perubahannya dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar 4.8 Salinitas Tertinggi pada Titik III

Perubahan salinitas tertinggi ini terjadi

pada pukul 3.30 WIB karena kondisi air sungai pada titik pengukuran III dalam keadaan pasang. Kondisi ini terjadi karena itrusi air laut sehingga salinitas meningkat. Pada gambar lampiran 1.4 dan 1.5, terlihat ada bagian grafik yang lurus, hal ini disebabkan karena pada saat mendeteksi salinitas, sensor terhalang oleh sampah, sehingga sensor mengalami kesulitan dalam mendeteksi salinitas air sungai. Pada gambar lampiran 1.8 tanggal 26 Mei 2015, terlihat grafik salinitasnya

9


terputus. Hal ini disebabkan karena listrik PLN sedang mati, karena alat pengukuran ini mendapat suplai listrik dari PLN. E. Korelasi Pasang Surut dan Salinitas Air Sungai

Untuk memperoleh korelasi antara pasang surut dan salinitas air sungai dilakukan dengan mengambil rata-rata data salinitas air sungai harian selama 15 hari kemudian dihubungkan dengan rata-rata data pasang surut sungai harian yang diperoleh dari penelitian Demi, R.,K., 2015 yang diukur ditiga titik pengukuran yang sama dan interval waktu yang bersamaan selama 15 hari (lampiran 2.2) dalam suatu grafik. Grafik kolerasi antara pasang surut sungai harian dan salinitas air sungai harian dibagi atas 3 grafik, yaitu grafik korelasi di titik pengukuran I, II dan III. Grafik korelasi pada tiga titik pengukuran dapat dilihat pada gambar 4.9, gambar 4.10 dan gambar 4.11 berikut.

Gambar 4.9 Grafik Korelasi Pasang Surut dan Salinitas Air Sungai Serut dititik Pengukuran I

Gambar 4.10 Grafik Korelasi Pasang Surut dan Salinitas Air Sungai Serut dititik Pengukuran II

Gambar 4.11 Grafik Korelasi Pasang Surut dan Salinitas Air Sungai Serut dititik Pengukuran III

Setelah dilakukan perhitungan dengan

menggunakan persamaan korelasi (3) diperoleh

nilai koefisien korelasi dari rata-rata pasang surut harian dan rata-rata kecepatan arus sungai harian dititik pengukuran I sebesar 0,21, dititik pengukuran II sebesar -0,52 dan titik pengukuran III sebesar -0,10. Nilai korelasi yang diperoleh pada titik pengukuran II adalah korelasi cukup dan termasuk korelasi searah karena mempunyai nilai positif, sedangkan nilai korelasi yang diperoleh pada titik pengukuran I dan III adalah korelasi lemah dan termasuk korelasi tebalik karena mempunyai nilai negatif. Hal ini terjadi karena posisi sensor konduktivitas dalam melakukan pengukuran tidak mencapai dasar sungai sehingga tidak cepat mendeteksi itrusi air laut yang masuk ke dalam aliran Sungai Serut.

V KESIMPULAN

A. Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan

dapat disimpulkan bahwa: 1. Telah terealisasi 3 instrument pengukur

salinitas air sungai secara “real time” berbasis telemetri GSM dengan nilai error kalibrasi masing-masing instrument yaitu instrument (I) 2%, instrument (II) 4% dan instrument (III) 1% diakibatkan karena resolusi pada refraktrometer 0,1 0/00 sedangkan resolusi instrument rancangan 0.1 0/00 dan Alat dapat bekerja optimal apabila daerah penelitian terjangkau jaringan GSM dan sumber daya listrik yang tetap stabil.

2. Pola rata-rata perubahan salinitas sungai harian dan rata-rata pasang surut harian mempunyai perbedaan koefisien korelasi ditiga titik pengukuran yaitu dititik pengukuran I sebesar 0,21 dititik pengukuran II sebesar -0,52 dan titik pengukuran III sebesar -0,10 diakibatkan karena letak kedalaman sensor konduktivitas dalam pengukuran salinitas mempengaruhi hasil yang didapatkan.

B. Saran Setelah dilakukan penelitian diperoleh

beberapa saran untuk penelitian selanjutnya sebagai berikut:

1. Untuk pengukuran dalam jangka waktu yang lama perlu dilakukan maintenance sensor dari sampah-sampah yang tersangkut dan posisi peletakan sensor sebaiknya lebih dalam lagi mendekati

10


dasar sungai agar dapat mengurangi hambatan dalam mendeteksi salinitas dan mengurangi error.

2. Untuk mengoptimalkan kinerja pengambilan data, disarankan agar menggunakan catu daya dari baterai untuk menggantikan sumber energi dari PLN jika mengalami gangguan agar data yang diperoleh lengkap.

3. Untuk memperhitungkan parameter yang mempengaruhi salinitas air sungai selain pasang surut sungai, perlu diperhatikan kedalaman pengukuran salinitas air sungai.

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi,S.2011.”Penakar Curah Hujan

Otomatis dengan Data Logger SD/MMC Berbasis SMS (Short Message Service)”. Makalah Seminar Tugas Akhir, Hal 1-9.

Ahmad.2010.”Aplikasi Monitoring Suhu

Ruangan Berbasis Komputer dan SMS Gateway”. Jurnal Informatika Mulawarman, Hal 21.

Ahmad,Y.2003.”Rancang Bangun Alat

Pengukur Suhu dan Salinitas Digital Berbasis Mikrokontroler 89C51”. Skripsi Sarjana. Bogor. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.

Aidil,D.,A.2014.”Pemetaan Salinitas Air Laut

Akibat Pasang Surut di Muara Saluran Jongaya”. Skripsi Sarjana. Makasar. Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin.

Amri,K.2003.”Budi Daya Udang Windu Secara

Intensif”. AgroMedia Pustaka:Jakarta. Arief,N.,R.2011.”Pemrograman Web Dinamis

menggunakan PHP dan MySQL. C.V ANDI OFFSET”. Yogyakarta.

Bambang.T.2008.”Hidrologi Terapan”.Beta

ofset:Yogyakarta. Hal 195-273. Guernion.2012.”The Synthesis of 3-Octadecyl-

and 3-Docosylpyrrole, Their Polymerization and Incorporation into Novel Composite Gas Sensitive

Resistors”. Synthetic Metals, Hal 139-147.

Irianto,A.2003.”Probiotik Akuakultur”.

Yogjakarta:Gadjah Mada University Press.

Jagur,J.2002.”Polymers for Advanced

Technologies, Review Electronically Conductive Polymer”, Hal 615-125

Krisitiyanto,P.2011.”Sistem Telemetri TInggi

Muka Air Sungai Menggunakan Modul GSM Berbasis MIkrokontroler AVR ATMega32”. Makalah Seminar Tugas Akhir, Hal 1-8.

Ningsih,N.,S.1990.”Studi Dinamika

Pasang-Surut (Komponen M2) Di Laut Jawa dengan Menggunakan Metoda Beda Hingga Eksplisit”. Tesis Sarjana, Jur. Geof. Dan Meteor., FMIPA-ITB, Bandung.

Prajitno,S.1994.”Digital current meter Alat

Pengukur Aliran Air Sungai.Serpong-Tangerang 15310”.

Septiana,Q.,A.2009.”Pembuatan Alat Ukur

Kadar Garam (Salinitas) dalam Air Berbasis Mikrokontroler (Studi Kasus Pada Tambak)”. Universitas Islam Negeri Malang.

Soewarno.1995.”Hidrologi Pengukuran dan

Pengelolaan Data Aliran Sungai (Hidrometri)”.Bandung:NOVA.

atmega8535

Documents