5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material

yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi

(terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah

melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi

ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Sedangkan menurut

Sarief (1986) tanah adalah benda alami yang terdapat di permukaan bumi yang

tersusun dari bahn-bahan mineral sebagai hasil pelapukkan batuan dan bahan organik

(pelapukkan sisa tumbuhan dan hewan), yang merupakan medium pertubuhan

tanaman dengan sifat-sifat tertentu yang terjadi akibat gabungan dari faktor-faktor

alami, iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lamanya waktu

pembentukkan.

Fungsi tanah secara fisik adalah sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya

perakaran sebagai penopang tumbuh tegaknya tanaman dan menyuplai kebutuhan air

dan hara ke akar tanaman. Fungsi tanah secara kimiawi adalah sebagai gudang dan

penyuplai hara atau nutrisi (baik berupa senyawa organik maupun anorganik

sederhana dan unsur-unsur esensial, seperti: N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Fe, Mn, B,

Cl). Fungsi tanah secara biologi sebagai habitat dari organisme tanah yang turut

berpartisipasi aktif dalam penyediaan hara tersebut dan zat-zat aditif bagi tanaman.

6

Integritas dari ketiganya (fisik, kimiawi, dan biologi) secara integral mampu

menunjang produktivitas tanah untuk menghasilkan biomass dan produksi baik

tanaman pangan, tanaman sayur-sayuran, tanaman hortikultura, tanaman obat-obatan,

tanaman perkebunan, dan tanaman kehutanan.

2.1.1 Struktur Tanah

Struktur tanah merupakan suatu sifat fisik yang penting karena dapat

mempengaruhi pertumbuhan tanaman serta tidak langsung berupa perbaikan

peredaran air, udara dan panas, aktivitas jasad hidup tanah, tersedianya unsur hara

bagi tanaman, perombakan bahan organik, dan mudah tidaknya akar dapat menembus

tanah lebih dalam. Struktur tanah mempengaruhi hubungan air dan tanah, aerasi,

pengkerakan, infiltrasi, permeabilitas, aliran permukaan, penetrasi akar, pencucian

unsur-unsur hara, dan produksi potensial tanah (Utomo, 1994). Kerusakan struktur

tanah akan berdampak terhadap penurunan jumlah makroporositas tanah dan lebih

lanjut diikuti penurunan laju infiltrasi di permukaan tanah dan peningkatan limpasan

permukaan (Suprayogo et al., 2002).

Tanah yang berstruktur baik akan membantu berfungsinya faktor-faktor

pertumbuhan tanaman secara optimal. Struktur tanah dapat dikatakan baik apabila di

dalamnya terdapat penyebaran ruang pori-pori yang baik, yaitu terdapat ruang pori di

dalam dan di antara agregat yang dapat diisi air dan udara dan sekaligus mantap

keadaannya. Bentuk struktur dan ikatan antar agregat tanah menentukan tingkat

kemantapan agregat. Agregat yang mantap akan mempertahankan ruang pori dalam

7

tanah sehingga infiltrasi dan KHJ (Konduktivitas Hidrolik Jenuh) dapat berjalan

dengan baik (Hardjowigeno, 1992). Kegiatan yang berupa pengolahan tanah,

pembajakan, pemupukan termasuk pengapuran dan pupuk organik, lebih

berhubungan dengan aspek struktur dari pada aspek tekstur tanah (Sarief, 1986)

2.1.2 Tekstur Tanah

Tekstur tanah, biasa juga disebut besar butir tanah, termasuk salah satu sifat

tanah yang paling sering ditetapkan. Hal ini disebabkan karena tekstur tanah

berhubungan erat dengan pergerakan air dan zat terlarut, udara, pergerakan panas,

berat volume tanah, luas permukaan spesifik (specific surface), kemudahan tanah

memadat (compressibility), dan lain-lain (Hillel, 1982). Berdasarkan atas

perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat maka tanah dikelompokkan

ke dalam beberapa kelas tekstur (Hardjowigeno, 1992). Tekstur tanah menunjukkan

kasar halusnya tanah. Tanah bertekstur halus memperlambat gerakan udara dan air

walaupun dijumpai ruang pori yang banyak. Tanah dengan tekstur halus didominasi

oleh pori mikro daripada pori makro (Soepardi, 1983). Hardjowigeno (1992),

menyebutkan pula bahwa tanah-tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas

permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Di

dalam analisis tekstur, fraksi bahan organik tidak diperhitungkan. Bahan organik

terlebih dahulu didestruksi dengan hidrogen peroksida (H2O2). Tekstur tanah dapat

dinilai secara kualitatif dan kuantitatif. Cara kualitatif biasa digunakan surveyor tanah

dalam menetapkan kelas tekstur tanah di lapangan. Berbagai lembaga penelitian atau

institusi mempunyai kriteria sendiri untuk pembagian fraksi partikel tanah. Sebagai

8

contoh, pada Tabel 1 diperlihatkan sistem klasifikasi fraksi partikel menurut

International Soil Science Society (ISSS), United States Departement of Agriculture

(USDA) dan United States Public Roads Administration (USPRA).

Tabel 1. Klasifikasi Tekstur Tanah Menurut Beberapa Sistem

ISSS USDA USPRA

Diameter (mm) Fraksi Diameter (mm) Fraksi Diameter (mm) Fraksi

>2,00 krikil >0,02 kerikil >2,00 kerikil

0,02 – 2,00 Pasir 0,05 - 2 Pasir 0,05 – 2,00 Pasir

0,20 – 2,00 Kasar 1,00 – 2,00 Sangat Kasar 0,25 – 2,00 Kasar

0,02 - 0,20 Halus 0,5 – 1,00 Kasar 0,05 - 0,25 Halus

0,25 - 0,50 Sedang

0,10 - 0,25 Halus

0,05 - 0,10 Sangat Halus

0,0002 - 0,02 Debu 0,0002- 0,05 Debu 0,0005 - 0,05 Debu

<0,0002 Liat <0,002 Liat <0,0005 Liat

Sumber: Hillel, 1982

Mengingat terdapat beberapa sistem pengelompokan fraksi ukuran butir tanah,

maka dalam penyajian hasil analisis perlu dicantumkan sistem klasifikasi mana yang

digunakan. Di Balai Penelitian Tanah digunakan sistem USDA (LPT, 1979). Tanah

dengan berbagai perbandingan pasir, debu dan liat dikelompokkan atas berbagai kelas

tekstur seperti digambarkan pada segitiga tekstur (Gambar 2 ).

Gambar 1 . Segitiga tekstur Sumber : htpp://www.fp.unud.ac.id/ind/wpcontent/uploads/mk_ps_agroekoteknologi.pdf

9

2.1.3 Unsur Hara

Unsur hara tanaman adalah unsur yang diserap oleh tumbuhan. Menurut

Hanafiah (2007: 252), unsur kimiawi yang dianggap esensial sebagai unsur hara

tanaman adalah jika memenuhi tiga kriteria sebagai berikut:

a) unsur ini harus terlibat langsung dalam penyediaan nutrisi yang dibutuhkan

tanaman,

b) unsur ini tersedia agar tanaman dapat melengkapi siklus hidupnya,

c) jika tanaman mengalami defesiensi hanya dapat diperbaiki dengan unsur tersebut.

Tanaman dalam pertumbuhannya memerlukan 16 macam unsur hara yakni :

Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Posfor (P), Kalium (K),

Calsium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur (S), Tembaga (Cu), Boron (B), Molybdenium

(Mo), Chlor (Cl), Mangan (Mn), Besi (Fe), dan Seng (Zn). Karbon, hidrogen dan

Oksigen berasal dari udara dan air tanah, sedangkan yang lainnya berasal dari tanah

dan pupuk. Semua unsur hara yang disebutkan diatas dapat dibedakan lagi atas dua

bagian yaitu :

1. unsur hara makro,

2. unsur hara mikro

Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah

yang banyak. Sedangkan unsur hara mikro adalah unsur hara yang dibutuhkan

tanaman dalam jumlah yang sedikit. Yang termasuk unsur hara makro adalah N, P,

K, Ca, Mg, dan S, sedangkan unsur hara mikro adalah Fe, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Mn

(Effendi, 1981).

10

Untuk lebih mengoptimalkan peran tanah dalam dunia pertanian maka tanah

perlu diketahui kandungan hara yang tekandung didalamnya. Pengukuran kandungan

tanah ini juga bertujuan untuk meningkatkan nilai produktivitas tanah. Produktivitas

tanah merupakan kemampuan suatu tanah untuk mengasilkan produk tertentu di

bawah suatu sistem pengelolaan tanah tertentu. Produktivitas tanah dapat dilihat dari

kesuburannya, Kesuburan tanah adalah kemampuan atau kualitas suatu tanah

menyediakan unsure hara tanaman dalam jumlah yang mencukupi kebutuhan

tanaman, dalam bentuk senyawa-senyawa yang dapat dimanfaatkan tanaman dan

dalam perimbangan yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman tertentu dengan di

dukung oleh factor pertumbuhan lainnya (Yuwono dan Rosmarkam, 2008).

2.1.4 Kapasitas Tukar Kation

Kapasitas tukar kation merupakan jumlah muatan negatif persatuan berat

koloid yang dinetralisasikan oleh kation yang mudah diganti. Kapasitas tukar kation

bergantung pada tipe dan jumlah kandungan bahan organik, kandungan liat, dan pH

tanah. Keadaan tanah yang sangat masam menyebabkan tanah kehilangan kapasitas

tukar kation dan kemampuan menyimpan hara kation dalam bentuk dapat ditukar,

karena perkembangan muatan positif.

2.2 Konduktivitas listrik

Konduktivitas listrik (Electrical Conductivity “EC”) adalah ukuran

kemampuan tanah dalam menghantarkan muatan listrik. Besarnya nilai EC tanah

sangat berhubungan dengan komposisi tanah seperti jumlah pasir, liat, bahan organik

11

dan kadar air (Faharani, dkk, 2007). Pengukuran EC tanah relatif mudah dan cepat

dilakukan dibandingkan pengukuran sifat tanah yang lainnya dan pemetaan EC tanah

sangat penting dilakukan untuk mengidentifikasi komposisi tanah untuk perencanaan

strategi pengelolaan lahan. Nilai EC tanah umumnya sangat konstan untuk jangka

panjang sehingga dapat dijadikan dasar untuk mengetahui kondisi tanah secara cepat

(Faharani, dkk, 2007). EC tanah sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya

(Doerge, 2001) sebagai berikut.

a) Porositas tanah, makin besar porositas tanah, makin mudah listrik dihantarkan.

Tanah dengan kandungan liat yang tinggi mempunyai porositas yang lebih tinggi

dibandingkan dengan tanah berpasir. Pemadatan tanah umumnya meningkatkan

nilai EC tanah.

b) Kadar air tanah, tanah kering mempunyai nilai EC yang lebih rendah

dibandingkan tanah yang lembab.

c) Tingkat keasaman tanah, meningkatnya konsentrasi elektrolit (garam) dalam

tanah akan sangat meningkatkan nilai EC tanah.

d) Kapasitas tukar kation (KTK), tanah mineral mengandung tingkat bahan organik

yang tinggi, seperti montmorillonite, illite atau vermiculite mempunyai

kemampuan dalam menahan ion bermuatan positif (seperti Ca, Mg, K, Na, NH4

atau H). Keberadaan ion tersebut dalam pori-pori yang berisi air akan

meningkatkan nilai EC tanah.

e) Suhu tanah, seiring menurunnya suhu ke arah titik beku, nilai EC akan menurun

secara berlahan.

12

Konduktivitas tanah sangat dipengaruhi oleh struktur dan tekstur, nilainya

meningkat jika tanah mempunyai pori yang besar, mempunyai retakan dan

beragregat. Konduktivitas bukan satu-satunya kekhasan tanah, lebih dari itu

tergantung oleh gabungan sifat tanah dan cairannya. Karakteristik tanah yang

mempengaruhi konduktivitas adalah porositas total, distribusi ukuran pori tanah

(Hillel, 1998).

Tabel 2 Konduktifitas berbagai bahan

Material Tipe Ohm Meter

Perak (Ag) Konduktor 6,8 x 107

Tembaga (Cu) Konduktor 6,0 x 107

Emas (Au) Konduktor 4,3 x 107

Aluminium (Ac) Konduktor 3,8 x 107

Kuningan (70% Cu – 30% Zn) Konduktor 1,6 x 107

Besi (Fe) Konduktor 1,0 x 107

Baja karbon (Ffe – C) Konduktor 0,6 x 107

Baja tahan karat (Ffe – Cr) Konduktor 0,2 x 107

Sumber: Ferinawan, Dedi, dkk., dari http://www.ilmubahanlistrik.com. 2012.

Ada dua teknik yang digunakan untuk mengukur EC tanah di lapangan, yaitu:

induksi elektromagnetik (EM) dan kontak elektroda. EM dilakukan dengan

memberikan energi elektromagnetik ke dalam geologi bahan menggunakan sumber

arus yang melewati permukaan bumi, tetapi tidak terjadi membuat kontak fisik.

Sebuah sensor dalam perangkat mengukur medan elektromagnetik yang dihasilkan

saat menginduksi. Metode kontak elektroda melibatkan perangkat yang mengarahkan

arus listrik ke dalam tanah melalui elektroda logam terisolasi yang menembus

permukaan tanah. Perangkat ini mengukur langsung drop tegangan antara sumber dan

13

elektroda sensor. Pengukuran EC tanah dengan elektroda dan metode EM telah

memberikan hasil yang sebanding (Sudduth et al., 1998).

Para peneliti juga telah menggunakan EC tanah untuk mengukur atau

memperkirakan banyak sifat kimia dan fisik lainnya dari tanah non-garam, termasuk

kadar air (Kachanoski, 1988), kandungan liat (Williams dan Hoey, 1987), kapasitas

tukar kation (McBride dkk., 1990), kedalaman claypans (Doolittle dkk.,1994), tanah

karbon organik ( Jaynes dkk., 1996) dan perilaku herbisida dalam tanah (Jaynes dkk.,

1994). Konduktivitas yang diukur dengan sel konduktivitas dinyatakan dengan

rumus:

k = C

………………………………………………………………… (1)

Dimana : k = konduktivitas (mho/cm)

C = konduktansi (mho)

A = Luas elektroda (cm)

l = Jarak antara elektroda (cm)

2.3 Hubungan Konduktivitas dengan Tanah

Penelitian yang dilakukan Hermawan dkk., (2000) menemukan adanya

hubungan yang erat antara sifat-sifat dielektrik tanah seperti konduktivitas,

kapasitansi dan impendensi listrik pada suatu media berpori dengan kadar air.

Kontribusi air tanah terhadap keragaman air tanah terhadap keragaman nilai

impendensi listrik. Air tanah cenderung meningkat dan sebaliknya udara di dalam

pori cenderung menghambat laju konduktivitas listrik di dalam tanah, laju

14

konduktivitas menurun dengan semakin rendahnya kadar air tanah (Kittel,1991).

Fenomena tersebut sejalan dengan teori hubungan dielektrik dan air tanah yang

dikembangkan Friendman (1997).

Tanah yang memiliki kadar air tinggi memiliki konduktivitas listrik tinggi,

sebaliknya tanah yang memiliki kadar air sedikit/rendah memiliki tahanan tanah yang

besar karena kemampuan mengalirkan arus juga kecil (konduktivitas rendah karena

arus listrik terhambat).

2.4 Sensor

Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan

untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan

dan arus listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor

memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang

kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya. (Choir, 2012). Sedangkan

menurut Manik, (2013) Sensor adalah alat yang dapat menerima rangsangan dan

merespon dengan suatu sinyal elektrik. Rangsangan adalah kuantitas, sifat, atau

kondisi yang di rasakan dan di konversi ke dalam sinyal elektrik. Tujuan dari suatu

sensor adalah untuk merespon suatu masukan sifat fisis (rangsangan) dan

mengkonversikannya ke dalam suatu sinyal elektrik melalui kontak elektronik.

Berdasarkan parameter perubahan sifatkelistrikan bahan, sensor kelembaban dapat

digolongkan menjadi dua jenis, yakni sensor kelembaban jenis kapasitif dan jenis

resistif. Sensor kelembaban jenis kapasitif memiliki prinsip dasar pengukuran

berdasarkan perubahan kapasitansiataupun nilai dielektrik akibat teradsorpsinya

15

molekul air, sedangkan prinsip dasar pengukuran sensor kelembaban jenis resistif

berdasarkan perubahan resistansi. Brian, (2004) mengatakan bahwa kemampuan

sensor mendeteksi media yang diukur meliputi.

a) Sensitifitas, yaitu ukuran seberapa sensitif sensor mengenali zat yang

dideteksinya. Sensor yang baik akan mampu mendeteksi zat meskipun jumlah zat

tersebut sangat sedikit dibandingkan gas disekelilingnya.

b) Selektifitas, yaitu sejauh mana sensor memiliki kemampuan menyeleksi gas atau

cairan yang ingin dideteksinya. Sifat ini tidak kalah penting dengan sensitifitas

mengingat gas atau cairan yang dideteksi tentunya akan bercampur dengan zat

lain yang ada disekelilingnya.

c) Waktu respon dan waktu pemulihan, yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk

mengenali zat yang dideteksinya. Semakin cepat waktu respon dan waktu

rekoveri maka semakin baik sensor tersebut.

d) Stabilitas dan daya tahan, yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten

memberikan besar sensitifitas yang sama untuk suatu gas, serta seberapa lama

sensor tersebut dapat terus digunakan

2.4.1 Sensing Unit

a) Power Supply + Regulator 5 volt

Power supply digunakan sebagai sumber tegangan untuk rangkaian

sensor, pada rangkaian sensor yang digunakan menggunakan regulator 5 volt.

Regulator tegangan adalah bagian power supply yang berfungsi untuk memberikan

stabilitas output pada suatu power supply.

16

b) Rangkaian Osilator 555

Osilator adalah suatu penggetar dengan frekuensi tertentu yang

beraturan. Osilator berfungsi sebagai pembangkit pulsa (pulse generator).

Osilator yang digunakan pada penelitian ini adalah IC 555. IC 555 yang

mempunyai 8 pin (kaki) ini merupakan salah satu komponen elektronika yang

cukup terkenal, sederhana, serba guna dengan ukurannya yang kurang dari 1/2

cm2 dan harganya di pasaran sangat murah. Pada dasarnya aplikasi utama IC

555 ini digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian

monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi

rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay,

Generator dan Sequential Timing (Anonim3.2011). Gambar pinout IC 555

ditunjukan oleh Gambar 2.

Gambar 2. Pinout IC NE555

(Sumber : www.datasheetcatalog.com)

17

Cara kerja IC 555 secara garis besar dijelaskan sebagai berikut :

apabila supply diberikan, Vcc Volt. Kaki 2 memberi trigger dari tegangan

yang tinggi (Vcc) menuju 1/3 Vcc (<1/3 Vcc). Turunnya tegangan pada

trigger input dibawah 1/3 Vcc, akan membuat kaki 3 (output) akan high

sehingga kaki 7 mempunyai nilai hambatan yang besar terhadap ground dan

ini akan mematikan discharge transistor. Kaki 3 (output) low terjadi karena

tegangan pada kaki 7 (threshold input) melebihi tegangan pada kaki 5 (control

voltage) atau 2/3 Vcc. Kaki 7 akan mempunyai nilai hambatan yang rendah

sekali terhadap Ground sehingga menyalakan dicharge transistor. Rangkai IC

NE555 yang dirancang menggunakan nilai R1 dan R2 masing – masing 10

K, dan nilai C1 ditentukan oleh keadaan tanah yang diukur, sehingga

perhitungan frekuensi diperoleh dari persamaan sebagai berikut.

f =

( ) …………………………………………… (2)

c) LCD

LCD merupakan singkatan dari Liquid Crystal Display (Indonesia:

Penampilan Kristal Cair) adalah suatu jenis media tampilan yang

menggunakan Kristal cair sebagai penampilan utama. Penggunaan LCD

difungsikan untuk menampilkan kondisi temperatur, kelembaban, dan kondisi

aktuator-aktuatornya dalam inkubator pada saat itu yang dilengkapi dengan

tampilan waktu berupa detik, menit, dan jam. Sehingga melalui LCD dapat

diketahui kondisi mesin pada proses penetasan secara keseluruhan

(Setyawan,2010).

18

Banyak jenis LCD yang beredar di pasaran. Namun ada standarisasi

cukup popular digunakan merupakan modul LCD dengan tampilan 2 x 16 ( 2

baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi

dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.

LCD dengan jenis seperti ini memungkinkan pemrogram untuk

mengoprasikan data secara 8 bit atau 4 bit.

2.4.2 Elektroda Sensor

Elektroda sensor kapasitif dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk dan

struktur. Geometri elektroda mempengaruhi medan listrik di antara elektroda, sebagai

contoh kapasitansi antara dua batang paralel akan berbeda dengan di antara dua plat

paralel karena sifat listrik bidang distribusi sekitar obyek bermuatan listrik. Beberapa

contoh jenis penginderaan elektroda yang sudah dikembangkan yaitu, batang silinder,

piring persegi panjang, kabel helixical, dan tubular.

Elektroda pada sensor kapasitif berfungsi sebagai kapasitor. Kapasitor adalah

salah satu komponen pada rangkaian listrik yang dapat menyimpan dan melepas

energi listrik dalam bentuk muatan-muatan listrik. Kapasitor plat sejajar ditunjukan

oleh Gambar 3. Saat pertama kali dihubungkan dengan sumber listrik, kapasitor akan

mengisi dirinya dengan muatan-muatan listrik, peritstiwa inilah yang disebut dengan

proses charging. Setelah penuh, kapasitor akan menghentikan arus listrik di

dalamnya sehingga rangkaian listrik akan bersifat open. Namun saat sumber listrik

dimatikan dari rangkaian, kapasitor dapat bersifat sebagai sumber listrik dengan cara

melepas muatan listrik kepada rangkaian, peristiwa ini disebut discharging.

19

Gambar 3 Kapasitor plat sejajar

Rumus dasar untuk mengetahui kapasitansi 2 buah pelat sejajar

(

) ……………………………………………………………… (3)

Dimana :

C = kapasitansi (f)

K = konstantan dielektrik

A = luas penampang (cm2)

ԑo = Permitivitas = 8,85 x 10 -12

(F/m)

d = Jarak antara elektroda (cm)

Nilai Kapasitansi dapat ditentukan ke dalam 2 cara yaitu Jika dua kapasitor

yang terhubung dalam paralel, maka kedua konduktor akan memiliki tegangan yang

sama, sehingga kapasitansi akan menjadi jumlah dari dua kapasitansi.:

Ct =

, or ................................................................................... (4)

Ct = ...................................................................................... (5)

Namun, jika dua atau lebih kapasitor dihubungkan secara seri, tegangan pada dua

terminal akan berbeda untuk setiap kapasitor, sehingga kapasitansi dapat dinyatakan

sebagai :

20

=

, or ................................................................................... (6)

=

.......................................................................................... (7)

2.5 Sensor Kapasitif

Sensor kapasitif merupakan sensor yang terdiri dari dua plat sejajar yang

didalamnya terdapat bahan elektrik dan bekerja berdasarkan perubahan muatan energi

listrik yang dapat disimpan oleh sensor karena adanya pergeseran jarak lempeng,

pergeseran dielektrikum dan perubahan tekanan sehingga kapasitif elemen tersebut

bisa merasakan tekanan (pressure), ketinggian atau level cairan, perpindahan

(displacement/strain) dan kelembaban (humidity) (Bengnarly dan Hanry, 2011).

Sensor kapasitif dapat merespon berbagai hal seperti: gerakan, komposisi kimia, dan

medan listrik. Sensor kapasitif juga dapat merespon berbagai variabel yang telah

dikonversi terlebih dahulu menjadi konstanta gerak ataupun elektrik, seperti :

tekanan, percepatan, tinggi, dan komposisi fluida. Sensor kapasitif juga menggunakan

elektroda kondutif dengan dielektrik (Putra, 2013). Umumnya bahan dielektrik adalah

bahan isolator atau bahan yang tidak bisa menghantarkan listrik. Fermitivitas bahan

dielektrik dapat dilihat pada Tabel 3.

Muatan listrik terjadi akibat adanya aliran listrik yang merupakan aliran

elektron, sehingga menyebabkan atom penyusun dielektrik menjadi tidak seimbang

dan akhirnya menimbulkan muatan-muatan listrik. Setiap bahan dielektrik memiliki

nilai permitivitas masing-masing, yang akhirnya mempengaruhi nilai kapasitansi

(Johanson, 2000).

21

Tabel 3 fermitivitas bahan dielektrik

Bahan Konstanta Dielektrik, K

Vakum 10,000

Udara (1 atm) 10,006

Parafin 2,200

Polystyrene 2,600

Karet 6,700

Plastik 2,000-4,000

Kertas 3,700

Quartz 4,300

Minyak 4,000

Kaca 5,000

Porselen 6,000-8,000

Mika 7,000

Air 80,000

Sumber: Physics for Scientist and Engineer with Modern Physics. 2000

2.6 Analisis Regresi

Analisis regresi adalah analisis statistik yang mempelajari bagaimana

membangun sebuah model fungsional dari data untuk dapat menjelaskan ataupun

meramalkan suatu fenomena alami atas dasar fenomena yang lain. Suatu model

persamaan yang menghasilkan garis regresi linear dengan deviasi kecil bersifat

memperkecil angka simpangan baku antara besarnya angka pengamatan dan angka

hasil prediksinya (Asdak, 2010). Besarnya angka korelasi menentukan kuat atau

lemahnya hubungan antara variabel independen dengan variabel dependen. Patokan

angkanya adalah sebagai berikut, Sarwono (2006):

1. 0-0.25 : Korelasi sangat lemah

2. 0.25-0.5 : Korelasi cukup

3. 0.5-0.75 : Korelasi kuat

4. 0.75-1 : Korelasi sangat kuat

22

Sesuai atau tidaknya model matematis tersebut dengan data yang digunakan

dapat ditunjukkan dengan mengetahui besarnya nilai r2 atau juga disebut sebagai

koefisien determinasi. Koefisien determinasi menunjukkan seberapa jauh kesalahan

dalam memprakirakan besarnya y dapat direduksi dengan menggunakan informasi

yang dimiliki variabel x. Model regresi dianggap sempurna apabila nilai R2

= 1.

Sebaliknya, apabila variasi yang ada tidak ada yang bisa dijelaskan oleh model

persamaan regresi, maka nilai R2

= 0. Dengan demikian, model persamaan regresi

dikatakan semakin baik apabila besarnya R2

mendekati 1 (Asdak, 2010).