pengenalan teknologi sensor
TRANSCRIPT
PRAKTIKUM TEKNOLOGI SENSOR
(TKF 3514, 1 SKS)
Pengenalan Teknologi Sensor
Kelompok 19
Aditya Muhtadi (08/268659/TK/33979)
Zakariya Arif F. (08/268636/TK/33964)
Rendra Wahyudityo (08/268583/TK/33949)
Cecep Setiawan (09/289091/TK/35996)
Suhartono (09/285135/TK/35649)
Iyan Laksana Putra (09/284413/TK/35301)
LABORATORIUM SENSOR DAN SISTEM TELEKONTROL
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSIRAS GADJAH MADA
2012
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI …………………………………………………………………….. i
BAB I: TEORI PENDUKUNG ……………………………………………….… 1
A. SOUND LEVEL METER …………………………………………... 1
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN ………………………. 3
C. INFRA RED THERMOMETER ……………………………….…… 6
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR ……………………………….. 9
E. LIGHT METER ……………………………………………………… 9
F. AUTOMATIC RAIN RECORDER ………………………………… 10
BAB II: DATA DAN PEMBAHASAN………………………………………….. 12
A. SOUND LEVEL METER …………………………………………... 12
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN ………………………. 13
C. INFRA RED THERMOMETER ……………………………….…… 15
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR ……………………………….. 19
E. LIGHT METER ……………………………………………………… 22
F. AUTOMATIC RAIN RECORDER ………………………………… 25
BAB III: KESIMPULAN ………………………………………………………… 26
BAB IV: KRITIK DAN SARAN ……………………………………………….. 31
LAMPIRAN ……………………………………………………………………… 32
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………. 38
i
BAB I
TEORI PENDUKUNG
A. SOUND LEVEL METER
Sound Level Meter merupakan suatu perangkat alat uji untuk mengukur tingkat
kebisingan suara (noise pollution), dimana hal tersebut sangat diperlukan terutama untuk
lingkungan industri, contoh pada industri penerbangan dimana lingkungan sekitar harus diuji
tingkat kebisingan suara atau tekanan suara yang ditimbulkannya untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap lingkungan sekitar. Selain itu pengukuran tingkat kebisingan juga
merupakan dasar untuk perancangan akustik suatu ruangan yang ditujukan untuk aktivitas
tertentu dengan parameter tertentu, misal sebuah concert hall, teater, ruang kuliah,
laboratorium dan lain-lain.
Ada tiga cara atau metode pengukuran akibat kebisingan di lokasi kerja, antara lain:
1. Pengukuran dengan Titik Sampling
Pengukuran ini dilakukan bila kebisingan diduga melebihi ambang batas
hanya pada satu atau beberapa lokasi saja. Pengukuran ini juga dapat dilakukan untuk
mengevalusai kebisingan yang disebabkan oleh suatu peralatan sederhana, misalnya
kompresor/generator. Jarak pengukuran dari sumber harus dicantumkan, misal 3
meter dari ketinggian 1 meter. Selain itu juga harus diperhatikan arah mikrofon alat
pengukur yang digunakan.
2. Pengukuran dengan Peta Kontur
Pengukuran dengan membuat peta kontur sangat bermanfaat dalam mengukur
kebisingan, karena peta tersebut dapat menentukan gambar tentang kondisi kebisingan
dalam cakupan area. Pengukuran ini dilakukan dengan membuat gambar isoplet pada
kertas berskala yang sesuai dengan pengukuran yang dibuat. Biasanya dibuat kode
pewarnaan untuk menggambarkan keadaan kebisingan, warna hijau untuk kebisingan
dengan intensitas dibawah 85 dBA warna orang untuk tingkat kebisingan yang tinggi
diatas 90 dBA, warna kuning untuk kebisingan dengan intensitas antara 85 – 90 dBA.
3. Pengukuran dengan Grid
Untuk mengukur dengan Grid adalah dengan membuat contoh data kebisingan
pada lokasi yang di inginkan. Titik–titik sampling harus dibuat dengan jarak interval
yang sama diseluruh lokasi. Jadi dalam pengukuran lokasi dibagi menjadi beberpa
kotak yang berukuran dan jarak yang sama, misalnya: 10 x 10 m. Kotak tersebut
ditandai dengan baris dan kolom untuk memudahkan identitas.
Zona Kebisingan
Daerah dibagi sesuai dengan titik kebisingan yang diizinkan, yaitu:
Zona A : Intensitas 35 – 45 dB. Zona yang diperuntukkan bagi tempat penelitian, RS, tempat
perawatan kesehatan/sosial & sejenisnya.
Zona B : Intensitas 45 – 55 dB. Zona yang diperuntukkan bagi perumahan, tempat pendidikan
dan rekreasi.
Zona C : Intensitas 50 – 60 dB. Zona yang diperuntukkan bagi perkantoran, perdagangan dan
pasar.
Zona D : Intensitas 60 – 70 dB. Zona yang diperuntukkan bagi industri, pabrik, stasiun KA,
terminal bis dan sejenisnya.
Zona Kebisingan menurut IATA (International Air Transportation Association)
Zona A: intensitas > 150 dB → daerah berbahaya dan harus dihindari
Zona B: intensitas 135-150 dB → individu yang terpapar perlu memakai pelindung telinga
(earmuff dan earplug)
Zona C: 115-135 dB → perlu memakai earmuff
Zona D: 100-115 dB → perlu memakai earplug
Dibawah ini merupakan kurva standar pengukuran kebisingan Sound Level Meter
Biasanya filter pada SLM memakai acuan frequency weighting A (dBA) sebagai dasar
pengukuranya, hal ini dikarenakan pengkuran dalam skala dBA memilki jangkauan respon
terbesar. Pada pemakaiannya sebelum dilakukan pengukuran, sangat dianjurkan untuk
melakukan kalibrasi pada Sound Level Meter agar didapatkan hasil pengukuran yang presisi
dan akurat.
Berdasarkan datasheet SLM pertama yang tecantum di lampiran. Diketahui bahwa
terdapat beberapa spesifikasi SLM berdasarkan kepentingan pengunaanya. Beberapa tipe dari
SLM yang ada hanya diperuntukan untuk mengukur tingkat kebisingan dalam pembobotan
frekuensi A dan C sedangkan untuk frekuensi weighting B tidak tersedia. Tipe-tipe pada SLM
tersebut ada yang ditujukan untuk pengukuran intensitas rendah (30-130 dBA) dan adapula
yang ditujukan untuk pengukuran intensitas bunyi yang tinggi (30-140 dBA/dBC). Tersedia
pula fitur atau tampilan pada pengukuran SPL (Sound Pressure Level).
Berdasarkan data pada datasheet SLM yang kedua yang tercantum di lampiran, range
pengukuran pada salah satu tipe SLM (misal pada tipe LA-1350) adalah 26-137 dBA, 31-137
dBC, 36-137 (flat) sedangkan linearitas sensor dicapai pada nilai 85 dB. Sensitivitas sensor
dapat diketahui adalah 0,5 v/10 dB. SLM tersebut bisa dipakai untuk 3 pembobotan frekuensi
yaitu A, C dan flat, sedangkan respon pengukuranya dapat diatur sesuai kebutuhan dan terdiri
dari 3 keadaan, yaitu fast, slow, dan imp. Kondisi kerja instrumen adalah pada rentang suhu -
- C dengan kelembaban relatif 30-90 %. Jarak maksimum pengukuran adalah ± 15
meter.
Secara umum pada beberapa jenis Sound Level Meter di pasaran, terdapat dua
kategori SLM berdasarkan tujuan penggunaanya. Diantaranya adalah: SLM untuk low
measurement yang rentang intensitasnya 35-100 dB dan SLM untuk medium measurement
yang rentang intensitasnya 65-135 dB.
Dalam pengukuran menggunakan Sound Level Meter, hasil pengukuran yaitu
gelombang bunyi yang terukur belum tentu sama dengan nilai intensitas gelombang bunyi
yang sebenarnya. Hal ini disebabkan oleh adanya noise pengukuran, antara lain:
Adanya gangguan angin yang berhembus dari berbagai arah yang menyebabkan tidak
akuratnya nilai yang terukur oleh SLM.
Adanya pengaruh kecepatan angin yang menyebabkan nilai intensitas gelombang
bunyi yang terukur lebih kecil dari hasil yang sebenarnya.
Apabila melakukan pengukuran di tempat yang banyak tumbuhanya, suara yang
dihasilkan sumber dapat terserap oleh tumbuhan, sehingga mengurangi akurasi
pengukuran.
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN
Angin secara umum adalah setiap gerakan udara relatif terhadap permukaan bumi.
Dalam pengertian teknis, yang dimaksud dengan angin adalah setiap gerakan udara yang
mendatar atau hampir mendatar. Angin mempunyai arah dan kecepatan yang ditentukan oleh
adanya perbedaan tekanan udara di permukaan bumi. Angin bertiup dari tempat bertekanan
tinggi ke tempat bertekanan rendah. Semakin besar perbedaan tekanan udara semakin besar
kecepatan angin. Untuk keperluan ilmu pengetahuan, khususnya mengenai Metereologi dan
Geofisika diperlukan suatu alat yang dapat mengukur kecepatan angin dan arah angin.
Rotary Encoder
Untuk menunjukan arah angin salah satu sensor yang dapat digunakan adalah sensor
rotary encoder yaitu suatu sensor digital yang keluarannya berupa bit-bit digital sehingga
mampu memenunjukan arah angin dari 00 hingga 3600 dengan ketelitian 0,50.
Rotary encoder adalah peralatan elektro-mekanik yang menggunakan sensor optik
yang menghasilkan rentetan pulsa-pulsa yang dapat diubah ke dalam suatu gerakan,
posisi, atau arah. Contoh dari rotary encoder dapat dilihat pada gambar berikut.
Prinsip Kerja
Pada gambar di bawah ini menunjukan prinsip kerja secara umum dari rotary
encoder, dimana sebuah piringan tipis dan LED yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga
cahayanya tetap terfokus pada piringan tersebut. Sebuah transistor aktif cahaya ditempatkan
pada sisi lain dari piringan sehingga dapat mendeteksi cahaya dari LED. Piringan tersebut
ditempatkan pada poros (shaft) yang bergerak. Dimana pergerakan piringan tersebut sesuai
dengan pergerakan poros (shaft), sehingga ketika poros (shaft) berputar, maka piringan ikut
berputar. Ketika piringan yang di atasnya ditempatkan LED yang memancarkan cahaya yang
terfokus terhadap fototransistor, fototransistor akan berada dalam keadaan saturasi yang
keluarannya berupa pulsa gelombang kotak.
Penentu arah angin ini terdiri atas 3 macam piranti, yaitu sirip penunjuk arah angin,
sensor rotary encoder dan mikrokontroller AT89C51 serta LCD untuk menampilkan
hasilnya.
Sensor Rotary Encoder
Sensor rotary encoder yang digunakan pada alat ini, yaitu memiliki tipe ENP50S8
buatan Autonics. Prinsip kerja dari sensor ini, yaitu dengan menghubungkan poros (shaft)
pada sebuah piringan sensor. Dimana piringan sensor ini terdiri dari beberapa jalur (track)
yang berupa lingkaran-lingkaran yang konsentris dan setiap jalur dihubungkan dengan
sebuah sumber cahaya dan detektor cahaya. Sumber cahaya ini berfungsi untuk mengubah
energi listrik menjadi cahaya, dan cahaya ini akan mengkonduksikan detektor cahaya jika
mengenai bagian yang transparan dari piringan tersebut. Sehingga, keluaran dari detektor
cahaya akan berlogika rendah. Dimana fungsi dari detektor cahaya untuk mengubah energi
cahaya menjadi energi listrik. Sehingga, masing-masing jalur (track) dapat diketahui MSB
(Most Significant Bit) dan LSB (Low Significant Bit) pada outputnya yang berupa bilangan
biner yang menyusun sebuah sandi BCD.
Keluaran dari masing-masing detektor cahaya akan dikontrol dengan NPN open
collector, dengan beban sebesar 10 kΩ. Transistor ini berfungsi sebagai saklar dan untuk
menguatkan tegangan supaya keluaran dari sensor ini dapat genap +5 V dan 0 V, hal ini
dikarenakan keluaran dari detektor cahaya tidak genap +5 V atau 0 V tapi sekitar +2,7 V
untuk logika tinggi dan sekitar +1,6 V untuk logika rendah. Jadi keluaran dari transistor akan
berlogika tinggi ( + 5 V) jika masukan berlogika rendah dan begitupun sebaliknya.
Pada aplikasinya sebagai penentu arah angin sensor rotary encoder yang digunakan
mempunyai ketelitian sampai 0,5 derajat, hal ini disebabkan karena sensor ini mempunyai
pulse/1 putaran sebesar 720 division.
Sensor Potensiometer
Sensor arah angin bisa menggunakan potensiometer. Pada dasarnya sensor arah angin
adalah sensor posisi. Sensor posisi dan sensor perpindahan dapat dibangun atau dibuat
dengan potensiometer linier atau berputar. Prinsip operasi dari sensor ini mengacu pada
resistansi kawat. Resistansi ini berhubungan dengan panjang kawat, jadi dengan membuat
sebuah objek untuk mengontrol panjang kawat sehingga dapat diukur perpindahan maupun
posisinya. Karena resistansi pengukuran membutuhkan arus listrik yang melalui kawat
potensial, sehingga potensiometri tranduser ini merupakan tipe aktif. Sebuah benda bergerak
secara mekanik digabungkan dengan wiper, gerakan yang menyebabkan perubahan resistansi.
Dalam aplikasi yang praktis, pengukuran resistensi digantikan oleh sebuah pengukuran drop
tegangan. Tegangan wiper dari sebuah pot linear sebanding dengan perpindahan d.
C. INFRA RED THERMOMETER
Benda-hitam adalah radiator panas ideal (teoritis) yang memiliki fungsi ekplisit antara
suhu benda-hitam tersebut dan radiasi panas yang dipancarkannya, berdasarkan pada rumus
radiasi panas Mac Planck berikut ini:
dengan:
Lb (λ,T) : representasi radiasi panas = radiansi, W.m-2
.str-1.μm-1
c1 : konstanta radiasi pertama = 1,19104282.10-16
W.m2
c2 : konstanta radiasi kedua = 0,014388 m.K
λ : panjang gelombang radiasi panas, m
T : suhu benda hitam, K
Pada panjang gelombang dan suhu yang sama, radiasi panas yang dipancarkan suatu
benda adalah:
dengan:
ε : persentase daya pancar benda relative terhadap benda-hitam = emisivitas benda, 0<ε <1
ε : persentase daya pancar benda relative terhadap benda-hitam = emisivitas benda, 0<ε <1
Bila radiasi panas dari benda hitam diterima oleh termometer radiasi, maka radiasi
panas tersebut akan diolah menjadi arus listrik dc sebagai fungsi dari suhu benda berdasarkan
persamaan [2]:
dengan:
S(T) : respons spektral termometer radiasi
k : konstanta yang tergantung pada sifat geometrik, optik dan elektrik dari
termometer radiasi
Untuk nilai T yang diketahui dapat dihitung nilai S(T) dengan menggunakan
persamaan pendekatan Sakuma-Hattori [4]:
Bila yang diketahui adalah nilai S(T), maka dengan melakukan proses sebaliknya
pada persamaan (4) nilai T dapat diperoleh, yaitu:
Nilai konstanta A, B dan C merupakan karakteristik dari termometer radiasi, dan
diperoleh berdasarkan pada nilai spektral respon yang dimiliki oleh termometer radiasi
tersebut, yaitu:
Apa Itu Infrared Thermometer (Termometer Inframerah)?
Termometer adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur suhu cairan,
permukaan atau gas. Istilah termometer berasal dari bahasa latin thermo yang berarti panas
dan meter yang berarti untuk mengukur. Pengukuran suhu dapat dilakukan menggunakan
sensor. Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu terbagi dua, yakni sensor kontak dan
sensor non-kontak. Beberapa sensor kontak adalah termokopel, termistor, dan RTDs. Salah
satu sensor non-kontak adalah termometer inframerah, yakni termometer radiasi dengan
respon spektralnya berada pada daerah panjang gelombang infrared. Alat ini mengukur panas
(energi inframerah) dari objek dengan memfokuskan energi ini melalui sistem optik
menggunakan detektor. Sinyal dari detektor kemudian disajikan dalam suhu setelah melalui
serangkaian proses.
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR
Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi
gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik
terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima
ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari
transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini
dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian
receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah.
Suara Ultrasonic adalah suara diatas kemampuan manusia untuk dapat mendengarnya,
kebanyakan manusia dapat mendengar suara dengan frekuensi antara 20 Hz sampai dengan
20 kHz sedangkan suara dengan frekuensi 20 kHz sampai dengan 100 kHz tidak dapat
didengar oleh telinga telanjang manusia, inilah yang disebut suara ultrasonik.
Di industri biasanya ditemui kebocoran udara bertekanan seperti kebocoran udara
kompresor, kebocoran pada boiler / steam dan lain-lainnya. Jika terjadi kebocoran besar baik
pada pipanya atau sambungan pipa atau valve-nya maka dapat segera diketahui dari suara
yang terdengar, lalu bagaimana jika terjadi kebocoran kecil pada udara bertekanan ini yang
biasanya tidak dapat diketahui dikarenakan suara bising dari mesin lain disekitarnya atau
yang terutama dikarenakan terjadi kebocoran kecil, suara yang dikeluarkan dari kebocoran
kecil ini disebut suara ultrasonik.
Kebocoran kecil ini sebenarnya adalah pemborosan yang biasanya tidak pernah
diperhitungkan padahal pada industri di Amerika, Eropa dan kebanyakan negara maju di Asia
jika dihitung maka akan didapat pemborosan yang mengejutkan, sebagai contoh kebocoran
pada diameter sebesar 1/ 16 " pada tekanan 5,5 BAR maka akan terbuang udara bertekanan
sebesar 3, 8 SCFM (108 SLPM), biaya untuk udara sebesar 1.000 SCFM adalah $ 0, 25 maka
untuk satu kebocoran sebesar 1/ 16 " pemborosan yang terjadi adalah $ 0.06 perjam / $ 1,37
per 24 jam / $ 9,58 perminggu / $ 497,95 pertahunnya.
E. LIGHT METER
Lux meter atau juga disebut light meter adalah salah satu alat untuk mengukur kuat
penerangan cahaya yang akan diukur. Satuan yang terukur dalam light meter adalah dalam
lux. Sebelum kita mempelajari lebih dalam mengenai alat pengukur penerangan maka kita
perlu terlebih dahulu mengetahui cahaya sebagai objek yang diukur.
Dasar Teori tentang Cahaya
Tingkat Kuat Penerangan
Tingkat kuat penerangan (iluminansi) sebagian besar ditentukan oleh kuat cahaya yang
jatuh pada suatu luasan bidang permukaan yang dinyatakan sebagai iluminansi rata-rata.
Iluminansi Rata-rata dalam LUX adalah arus cahaya yang diancarkan dalam lumen
dibagi dengan luas bidang atau area (A) dalam m2
Distribusi Kepadatan Cahaya (luminance Distribution)
Kepadatan cahaya atau luminansi adalah ukuran kepadatan radiasi cahaya yang jatuh
pada suatu bidang kerja dan dipancarkan ke arah mata sehingga mata mendapatkan kesan
terang (brightness). Dengan kata lain, kepadatan cahaya adalah kuat cahaya atau ukuran
pancaran cahaya dari bidang tertentu dalam candela dibagi dengan bidang penglihatan
dalam m2. Satuan dari kepadatan cahaya dinyatakan dalam cd/m
2. Semakin tinggi
kepadatan cahaya suatu permukaan semakin terang pula permukaan itu tampak oleh
mata.
Fotometri
Fotometri adalah ilmu yang mempelajari mengenai ukuran banyaknya cahaya. Oleh
karena pemancaran cahaya tak lain adalah pemancaran gelombang elektromagnetik yang
secara umum disebut radiasi, maka sudah tentu ada hubungannya antara pemancaran cahaya
dengan pemancaran tenaga radiasi.
Banyaknya pancaran cahaya atau fluks cahaya dinyatakan dalam lumen. Fluks cahaya
yang dipancarkan dari satu titik sumber cahaya direpresentasikan sebagai garis-garis fluks
cahaya yang mengenai titik sumber tersebut secara radial merata. Dengan demikian
banyaknya fluks cahaya yang mengenai permukaan akan sama dengan banyaknya garis-garis
fluks yang datang ke permukaan tersebut. Jumlah garis-garis cahaya ini akan berbanding
lurus dengan intensitas cahaya yang juga energi cahaya yang diterima. Jika kita mengetahui
energinya itulah yang menjadi parameter yang akan menjadi variabel pada pengukuran ini.
F. AUTOMATIC RAIN RECORDER
Pengukuran curah hujan pada saat ini menggunakan dua metode secara garis besar,
yaitu metode manual dan otomatis. Metode yang dimaksud adalah dalam hal pencatatan
(recording) banyaknya curah hujan sepanjang tahun. Metode manual hanya mengandalkan
catatan tangan pengamat saja. Metode pencatatan otomatis ada yang memerlukan suplai
listrik ke instrumen (yang lebih modern) namun ada juga yang tidak memerlukan listrik.
Perkembangan sensor curah hujan dimulai dari penggunaan penakar curah hujan tipe
tipping bucket yang menggunakan reed switch untuk mencatat berapa kali terjadi clock yang
kemudian dikalkulasikan oleh rangkaian counter dan dicatat di dalam logger atau ditampilkan
pada display. Tentu saja instrumen seperti itu memiliki kelemahan dan kelemahan tersebut
membuat orang mengembangkan curah hujan yang memanfaatkan teknologi sensor
pendeteksi objek yang berada di sekeliling instrumen atau yang lebih dikenal
sebagai proximity sensor.
Pengembangan sensor curah hujan dengan sinar laser dan infra merah tidak lepas dari
aplikasi proximity sensor ini. Instrumen sensor curah hujan dengan sinar laser ini lalu
diintegrasikan dengan perangkat Digital Signal Processor yang lebih dari sekedar rangkaian
IC-IC counter karena memungkinkan integrasi dengan perangkat terkomputerisasi bahkan
terhubung ke jaringan. Dengan jaringan ini, data-data curah hujan di-upload ke pusat cuaca
secara real time sehingga dengan akses internet data curah hujan tadi dapat kita akses.
Curah hujan (presipitasi) merupakan salah satu aspek terpenting dalam bidang
meteorologi, klimatologi dan geofisika. Dengan data-data yang didapat dari pengukuran
curah hujan, kita dapat mengetahui pola cuaca yang terjadi disuatu daerah yang lingkupnya
tidak terlalu luas misalnya wilayah kabupaten. Secara umum, alat yang digunakan untuk
mengukur curah hujan disebut penakar hujan atau istilah lainnya rain gauge (penakar hujan).
Satuan curah hujan yang umum digunakan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi dan
Geofisika adalah millimeter (mm). Jadi, jumlah curah hujan yang diukur sebenarnya adalah
tebal atau tingginya permukaan air hujan yang menutupisuatu area di permukaan bumi. Curah
hujan 1 mm artinya dalam area 1 m2 (1 meter persegi) pada tempat yang datar tertampung air
setinggi 1 mm atau tertampung sebanyak 1 liter atau 1000 ml.
Diperkirakan volume air hujan yang jatuh di seluruh dunia setiap tahunnya adalah
sekitar 505.000 km3 dan sekitar 398,000 km3-nya jatuh di lautan. Jika 1 dirata-ratakan,
seluruh permukaan daratan di bumi mengalami curah hujan sekitar 1 meter (39 inci) dan di
lautan sekitar 1,1 meter (43 inci).
A
B
C
Papan Tulis
Sumber
Suara
Sekat
(Tembok)
Pintu
BAB II
DATA DAN PEMBAHASAN
A. SOUND LEVEL METER
Data Pengukuran
Titik A
Titik B
Titik C
T60=3s 69 dB - 71dB
T60=3.5s 64 dB - 74 dB
T60=3.5s 64 dB - 74 dB
Frekuensi Tingkat
Kebisingan Frekuensi
Tingkat
Kebisingan Frekuensi
Tingkat
Kebisingan
500 Hz 78 dB
500 Hz 73 dB
500 Hz 71 dB
700 Hz 80 dB
700 Hz 78 dB
700 Hz 76 dB
1500 Hz 75 dB
1500 Hz 76 dB
1500 Hz 78 dB
Pengukuran yang kami ambil dilakukan di ruangan TN 7 JTF UGM. Berdasarkan
standar tingkat kebisingan, tingkat kebisingan yang cocok untuk bangunan kelas pada
kampus/sekolah adalah 55 dB. Tetapi, setelah dilakukan pengukuran, tingkat kebisingan pada
TN 7 Jurusan Teknik Fisika UGM berkisar antara 64 dB - 74 dB. Nilai range tingkat
kebisingan tersebut didapatkan setelah kami melakukan pengukuran di tiga titk berbeda, yaitu
titik A, B, C (pada gambar). Range tingkat kebisingan pada titik A lebih kecil dari pada titk B
dan C, namun tingkat kebisingan minimal pada titk A lebih tinggi dari pada titik B dan C hal
ini berarti daya akustik terbesar terdapat pada titik A dikarenakan titik A merupakan titik
yang paling dekat dengan sumber bunyi. Dari hasil pengukuran tersebut titik kebisingan di
TN7 belum memenuhi standar baku tingkat kebisingan ruang untuk kampus atau sekolah.
Tingkat kebisingan pada titik A melebihi batas maksimalnya yakni 21 dB. Pada titik B, pada
frekuensi diatas 500 Hz, tingkat kebisingan juga melebihi batas maksimumnya. Pada titik C
sama seperti titik B, yakni melebihi batas maksimumnya pada frekuensi lebih dari 500 Hz.
Fungsi
Sound Level Meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tingkat kebisingan suatu
tempat.
Prinsip Kerja
Pada dasarnya cara kerja SLM cukup sederhana, Sound Level Meter terdiri dari 3
bagian utama yang berfungsi sebagai komponen pengukur yaitu microphone, amplifier, dan
meter indicator. Gelombang bunyi yang dipancarkan sumber menghasilkan perbedaan
tekanan yang juga merupakan fungsi dari jarak, gelombang bunyi tersebut ditangkap oleh
sensor yang dalam hal ini adalah microphone. Ketika menerima sinyal (gelombang bunyi),
microphone yang terdapat dalan SLM bergetar dan menghasilkan perubahan tegangan,
perubahan tegangan yang terbaca ini yang kemudian dikonversi dalam satuan decibel (dB)
setelah melalui proses kalibrasi dan amplifikasi, perubahan tegangan yang terbaca oleh sensor
dan telah diamplifikasi tersebut kemudian ditampilkan dalam bentuk digital pada meter
indikator (LCD display). Berikut Diagram Skematik Sound Level Meter.
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN
Alat ini berfungsi untuk mendeteksi dari mana arah angin datang.
Prinsip Kerja
Arah angin dinyatakan dengan arah dari mana datangnya angin, misalnya: angin
barat yang artinya angin datang dari barat, angin tenggara yang artinya angin datang
dari tenggara, dan sebagainya. Mekanik penentu arah angin ini berupa sirip untuk
menunjukan arah angin seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Pada gambar di bawah ini, sirip berfungsi untuk memutar sensor potensiometer
untuk menunjukan arah angin sesuai dengan arah datangnya angin.
Seperti terlihat pada gambar diatas, mekanik arah angin mempunyai poros vertikal A.
Ekor angin C mempunyai daya tangkap angin yang lebih besar dari ujung mekanik B.
Dengan demikian, maka dari manapun angin datang bertiup, ujung mekanik B senantiasa
mengambil kedudukan menuju ke arah dari mana datangnya angin.
Besarnya putaran poros yang disebabkan oleh pergeseran sirip C oleh angin
menyebabkan nilai hambatan potensiometer berubah. Perubahan nilai hambatan
potensiometer menyebabkan berubahnya nilai drop tegangan. Besarnya nilai tegangan
tersebut diolah menggunakan mikrokontroler untuk ditampilkan dalam software berupa arah
datangnya angin.
Teknologi yang Dimiliki
Teknologi yang dimiliki oleh alat ini adalah output dapat ditampilkan di computer
dengan software khusus yang telah dirancang. Selain itu juga ada sistem memori yang
berfungsi untuk menyimpan data dari mana arah angin selama rentang waktu tertentu.
Jika dibandingkan dengan alat pengukur arah angin yang menggunakan sensor rotary
encoder maka yang menggunakan sensor potensiometer lebih tidak teliti. Hal ini karena
ketelitian sensor rotary encoder bisa mencapai 0.5 dengan sistem pembagian bit digital 00-
3600. Sementara sensor potensiometer memiliki nilai hambatan yang tertentu dengan
pembagian bit digitalnya lebih sedikit.
C. INFRARED THERMOMETER
Data Pengukuran Suhu dengan Infrared Thermometer
No. Objek Pengukuran (oC)
1 Tubuh Manusia 1 35
2 Tubuh Manusia 2 36
2 Api 95
3 Air Conditioning 22
4 Lampu 45
Pengukuran suhu dengan memakai infrared thermometer dapat dibilang cukup akurat. Hal ini
terlihat, salah satunya, ketika melakukan pengukuran suhu tubuh manusia yang didapat 35oC
dan 36 o
C. Bila dibandingkan dengan suhu tubuh manusia normal yang berkisar antara 35 –
37oC maka pengukuran melalui infrared thermometer dapat dikatakan cukup akurat.
Namun demikian, pengukuran dengan infrared thermometer ini akan akurat apabila
objek benda berada pada jangkauan yang dekat dengan infrared thermometer itu sendiri.
Pengaruh lingkungan terhadap sensor infrared cukup mempengaruhi pengukuran. Ketika
objek berada jauh dari infrared thermometer maka hasil pengukuran yang didapat tidak
terlalu mendekati nilai yang sebenarnya. Hal ini dikarenakan adanya inframerah (alami) yang
dipancarkan sumber/benda-benda lain. Selain itu, ketika pengukuran dilakukan pada jarak
yang jauh maka distance spot dari infrared thermometer akan semakin membesar. Hal ini
berarti target lebih kecil dibandingkan dengan spot infrared-nya. Maka ini dari itu, hal ini
dapat menyebabkan ketidaktelitian pengukuran.
Fungsi Termometer Inframerah
Infrared Thermometer menawarkan keuntungan, yakni mampu melakukan
pengukuran suhu yang cepat dan akurat dengan objek dari kejauhan dalam menentukan
temperatur objek tersebut tanpa kontak fisik. Sehingga sistem pengukurannya tidak
terkontaminasi oleh objek, dan rusak. Banyak penggunaan teknologi ini yang berhubungan
dengan industri, yakni memberikan keuntungan pada pencatat temperatur dalam situasi
dimana objek tidak bisa dicapai atau bergerak dengan cepat, dimana kontak tidak mungkin
dilakukan karena temperatur terlalu tinggi atau dibawah pengaruh listrik.
Termometers Infrared dapat digunakan untuk beberapa fungsi pengamatan
temperatur. Beberapa contoh, antara lain:
Mendeteksi awan untuk sistem operasi teleskop jarak jauh.
Memeriksa peralatan mekanika atau kotak sekering listrik atau saluran hotspot.
Memeriksa suhu pemanas atau oven, untuk tujuan kontrol dan kalibrasi.
Mendeteksi titik api/menunjukkan diagnosa pada produksi papan rangkaian listrik.
Memeriksa titik api bagi pemadam kebakaran.
Mendeteksi suhu tubuh makhluk hidup, seperti manusia, hewan, dll.
Memonitor proses pendinginan atau pemanasan material, untuk penelitian dan
pengembangan atau quality control pada manufaktur.
Cara Kerja Termometer Inframerah
Prinsip dasar termometer inframerah adalah bahwa semua obyek memancarkan energi
inframerah. Semakin panas suatu benda, maka molekulnya semakin aktif dan semakin
banyak energi inframerah yang dipancarkan. Termometer inframerah terdiri dari sebuah lensa
yang fokus mengumpulkan energi inframerah dari obyek ke alat pendeteks/detektor. Detektor
akan mengkonversi energi menjadi sebuah sinyal listrik, yang menguatkan dan melemahkan
dan ditampilkan dalam unit suhu setelah dikoreksi terhadap variasi suhu ambien.
Sistem optik termometer inframerah menangkap energi inframerah yang dipancarkan
objek melalui circular measurement spot dan memfokuskannya pada detektor. Target harus
menempati spot ini, jika tidak, termometer inframerah akan “melihat” radiasi temperatur
yang lain dari lingkungan sehingga nilai pengukuran menjadi tidak akurat. Resolusi optik
didefenisikan sebagai hubungan antara jarak alat ukur dalam hal ini termometer inframerah
dari target dan distance spot (D:S).
Teknologi & Keunggulan Termometer Inframerah
Fungsi 4 in 1: Pengukur suhu melalui telinga, melalui kening, suhu ruangan, dan jam.
Mengukur suhu badan tanpa kontak dengan kulit atau anggota badan.
Non-contact Forehead Scan - dapat mengukur suhu badan melalui kening dalam
jarak 3 cm, sangat membantu untuk mengukur balita yang tidak bisa diam.
Ear Thermometer Scan - pengukuran juga bisa melalui lubang telinga.
One Second Measurement Time - hasil pengukuran langsung dapat diketahui dalam
waktu 1 detik! Cepat dan akurat!
19 Times Memory Capacity - memiliki kapasitas 19 memory untuk menyimpan
hasil pengukuran.
Temperature Reading in 'C and 'F - pengukuran dalam satuan derajat celcius atau
fahrenheit.
Resolusi 0.1'C.
Waterproof - lensa tahan air.
Indikator battery.
Auto Off - jika tidak digunakan dalam 1 menit thermometer akan mati secara
otomatis.
Mudah perawatan - membersihkan cukup gunakan air/alkohol.
Tidak perlu filter lensa sehingga menghemat biaya pergantian.
Disertai tempat penyimpanan yang cantik dan eksklusif sekaligus sebagai stand ketika
difungsikan sebagai jam.
Mudah dibawa - Karena termometer inframerah padat, ringan dan mudah untuk
dimasukkan ke dalam sarung ketika tidak digunakan, inspeksi harian inspeksi pabrik
dan pekerjaan dapat dilaksanakan.
Kelemahan Termometer Inframerah
Kelemahan sensor inframerah adalah mudah terganggu inframerah alam yang
dipancarkan oleh matahari. Ada beberapa sumber lain yang juga memancarkan radiasi panas
dan ikut terukur oleh termometer inframerah. Di lingkungan laboratorium kalibrasi,
keberadaan sumber-sumber radiasi ikutan tersebut dapat dengan mudah dihilangkan, namun
radiasi panas yang berasal dari suhu lingkungan dan suhu sensor termometer inframerah yang
dikalibrasi sulit untuk dihindari, khususnya pada saat melakukan kalibrasi termometer
inframerah pada suhu yang suhu rendah, yaitu antara 50°C – 100°C.
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR
Fungsi Sensor
Detektor Kebocoran GS5800 ultrasonik ini dirancang untuk menemukan sumber dari emisi
yang dihasilkan oleh gas ultrasonik (kebocoran udara). Tingkat kebocoran ditampilkan oleh
"LED Display Panel Bar" dan diubah menjadi suara yang dapat didengar dengan baik.
Prinsip Kerja Sensor
Prinsip kerja dari sensor ultrasonik dapat ditunjukkan dalam gambar dibawah ini :
Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
1. Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20
kHz, biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adalah 40 kHz. Sinyal
tersebut dibangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik.
2. Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal /
gelombang bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut
kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima
ultrasonik.
3. Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan
diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus:
S = 340.t/2
dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah
selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh
bagian penerima ultrasonik.
Bagian-Bagian Sensor Ultrasonik
a. Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal
berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonic.
Berikut gambar Rangkaian Pemancar Gelombang Ultrasonik.
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut:
1. Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
2. Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3 kΩ untuk pengaman ketika
sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
3. Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan
kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
4. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1
(D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan
mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
5. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2
(D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan
mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
6. Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga
pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak
adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V).
b. Penerima Ultrasonik (Receiver)
Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh
pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima
tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band
pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah
ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian
komparator (pembanding) dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan
keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding
pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran
komparator pada kondisi ini adalah high (logika „1‟) sedangkan jarak yang lebih jauh
adalah low (logika‟0‟). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian
pengendali (mikrokontroler). Berikut gambar Rangkaian Penerima Gelombang
Ultrasonik.
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai
berikut:
1. Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian
transistor penguat Q2.
2. Kemudian sinyal tersebut akan difilter menggunakan high pass filter pada frekuensi
> 40 kHz oleh rangkaian transistor Q1.
3. Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan
disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
4. Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian low pass filter pada frekuensi < 40 kHz
melalui rangkaian filter C4 dan R4.
5. Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3.
Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan
mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk
menghitung jaraknya.
E. LIGHT METER
Data Pengukuran
Pengukuran dilakukan di Lab Sensor dan Telemetri Jurusan Teknik Fisika UGM pada
pukul 12.00 hari Rabu pada 7 Desember 2011, dengan menggunakan Light Meter
No Posisi pengukuran Hasil terbaca (lux)
1 Pencahayaan dengan lampu TL dinyalakan semua 404
2 Sensor disoroti senter Hp dengan jarak 10 cm 1598
3 Penggunaan cahaya alami dalam ruangan, posisi
depan kaca 676
4 Sensor ditempelkan kaca sehingga yang terukur
adalah kuat penerangan matahari di lingkungan 1533
5 Sensor dussoroti cahaya senter Hp dengan
ketinggian 10 dan sudut elevasi 450 729
6 Lantai dasar lab. dengan kondisi lampu menyala 288
Dari hasil pengukuran diatas didapatkan angka yang cukup memuaskan. Jika dilihat
dari intensitas dan kuat penerangan yang dibandingkan disetiap kondisi pengukuran adalah
berbanding lurus. Pada kondisi pengukuran yang memiliki banyak kuat penerangan nya, kita
dapat melihat nilai lux yang terukur juga memberikan nilai yang besar, begitu pun
sebaliknya. Hal ini sesuai dengan teoritical yang menyatakan bahwa besarnya kuat
penerangan (lux) berbanding lurus dengan banyaknya cahaya yang diterima sensor. Pada
posisi sumber cahaya yang semakin jauh maka nilai lux nya pun akan semakin kecil.
Dari hasil pengukuran diatas juga dapat kita simpulkan bahwa cahaya alami
sebenarnya memiliki kuat penerangan (lux) yang besar. hal ini memberikan hipoteis bahwa
penerangan dengan menggunakan cahaya alami atau matahari adalah sangat baik. Namun
memang dalam aktualisasinya sinar matahari bukanlah energi yang konstan. Sehingga
fluktusasi yang tidak sesuai dengan porsinya pasti akan mengganggu sistem dan pengukuran.
Prinsip Kerja
Blok Diagram Sistem
Pada blok diagram diatas, maka sistem terdiri atas:
1. Sensor cahaya, dapat berupa solar cell.
2. Rangkaian pengubah arus ke tegangan, rangkaian ini berfungsi untuk mengubah
arus yang diterima dari sensor menjadi tegangan masukan bagi ADC untuk
dijadikan tegangan pembanding dengan tegangan referensi.
3. ADC, rangkaian yang berfungsi mengubah data analog menjadi digital.
4. Display, layar untuk menampilkan hasil yang diperoleh.
5. Catu daya, Untuk memberikan suply tegangan pada setiap rangkaian.
Rangkaian Pengubah Arus ke Tegangan
Pada dasarnya, rangkaian pengubah arus ke tegangan ini sangat sederhana. Dalam
rangkaian ini hanya membutuhkan sebuah tahanan yang digunakan untuk mengubah arus
yang didapat dari sensor menjadi sebuah tegangan yang dijadikan sebagai tegangan masukan
ke ADC. Gambar rangkaiannya dapat dilihat sebagai berikut:
Pada dasarnya, rangkaian pengubah arus ke tegangan pada alat ukur cahaya adalah
seperti diatas ini. Dari gambar rangkaian diatas terdapat dua buah tahanan (R1 dan R2) dan
sebuah saklar yang digunakan sebagai range dari alat ukur. Dimana alat ukur ini dapat dibuat
pada dua range saja yaitu pada range 200 lux sampai 2000 lux.
R1 dan R2 dapat diukur sebenarnya dengan menggunakan metode yang sederhana,
namun singkat cerita Biasanya R1 dan R2 ini bernilai 25 Ω dan 2,5 Ω.
Analog to Digital Converter (ADC)
Penggunaan ADC setiap jenis sebenarnya dapat digunakan, pada referensi komersial
biasanya dugunaan ADC MAX ICL 7106 dan dihubungkan langsung dengan LCD 3,5 digit
dengan spesifikasi:
1. Tegangan suply 9 V
2. Tegangan nput maksimum = 200 mV - 2V
3. Tegangan referensi = 100 mV - 1V
4. Vref = 0,5 Vin
5. Clok Frekuensi 48 KHz
Skematik gambar ADC MAX ICL 7106 ini adalah:
Bagian analog untuk setiap tahapan pengukuran dalam MAX ICL 7106 ini dibagi
menjadi 4 tahap, yaitu:
1. Tahap Auto Nol (A-Z)
Terdapat tiga peristiwa pada tahap ini. Pertama, In-HI dan In-Low diputuskan hubungan
dari kaki-kakinya den secara internal dihubungkan ke commen analog, kedua, kapasitor
acuan diisi sampai dengan tegangan acuan. Ketiga, loop umpan balik yang ada pada
sistem ditutup unuk mengisi kapasitor auto zero (Caz) brguna untuk menkompensasi
tegangan offset yang terdapat pada comarator, buffer amplifier, dan integrator.
2. Tahap Integrasi Signal
Selama sinyal diintegrasi, loop auto-zero terbuka, in-Hi dan In-Low dihbungkan dengan
pin eksternal dan sambungan internal diputuskan. Konverter kemudian mengintegrasikan
beda tegangan antara In HI dan In-Low untuk jangka waktu tertentu.
3. Tahap de integrasi
Tahap ini adalah tahap pengintegrasian terhadap tegangan acuan
4. Tahap Zero Integrator (ZI)
In-Low dihubungkan singkat ke common analog dan kapasitor acuan diisi ke tegangan
acuan. Suatu loop umpan balik ditutup sekitas sistem untuk In-HI yang mengakibatkan
output dari integrator kembali menjadi nol. Tahap ini normal bekerja pada 11 dan 140
clok pulsa tetapi di diperbesar menjadi 740 clok pulsa.
LCD
LCD adalah rangkaian yang berfungsi menampilkan data yang dapat dibaca pemakai
sebagai hasil dari pengukuran yang telah dikalibrasi.
F. AUTOMATIC RAIN RECORDER
Fungsi Automatic Rain Recorder adalah untuk mengukur curah hujan secara otomatis.
Khususnya untuk early warning system banjir lahar dingin Gunung Merapi dengan
meletakkan sensor curah hujan di lereng merapi. Ketika curah hujan dari lereng Merapi
tinggi, langsung bisa dikirim secara real time ke server untuk menginformasikannya ke
daerah yang dilewati oleh aliran lahar dingin. Sehingga masyarakat di sekitar tepian aliran
lahar dingin bisa waspada.
Cara Kerja
Terdapat luasan pada alat untuk menangkap air hujan yang kemudian dapat diukur
dengan prinsip jungkat-jungkit air seperti yang ada di kolam. Setelah air terkumpul sesuai
dengan volume penampung air tersebut maka akan turun dan kemudian naik lagi ke posisi
semula. Sehingga menyebabkan sensor mendeteksi 1 yang artinya satu volume tempat
penampung. Prinsip yang digunakan adalah counter. Jadi, seberapa cepat dan banyaknya nilai
satu maka dalam satu waktu terdeteksi jumlah volume air yang akan diinterpretasikan sebagai
curah hujan. Satuan curah hujan adalah mm3/tahun. Semakin cepat terjadi nilai 0-1 (terjadi
jungkat-jungkit) menandakan curah hujan tinggi.
Teknologi yang dimiliki
Keunggulan teknologi ini adalah konsep real time yang artinya pengukuran langsung
dilakukan secara otomatis sehingga setelah hujan selesai curah hujan langsung dapat terukur.
Hal ini berbeda dengan pengukuran curah hujan yang dilakukan sebelumnya, yaitu dengan
cara manual dimana pengukuran dilakukan setelah hujan selesai dengan sebelumnya
menampung air hujan terlebih dahulu dengan luasan tertentu. Keunggulan yang lain adalah
adanya sistem penyimpanan data.
BAB III
KESIMPULAN
A. SOUND LEVEL METER
Karaktersitik Sound Level Meter:
Berdasarkan datasheet yang diperoleh, range pengukuran pada salah satu tipe SLM
(misal pada tipe LA-1350) adalah 26-137 dBA, 31-137 dBC, 36-137 (flat) sedangkan
linearitas sensor dicapai pada nilai 85 dB. Sensitivitas sensor dapat diketahui adalah 0,5 v/10
dB. SLM tersebut bisa dipakai untuk 3 pembobotan frekuensi yaitu A, C, dan flat, sedangkan
respon pengukuranya dapat diatur sesuai kebutuhan dan terdiri dari 3 keadaan, yaitu fast,
slow, dan imp. Kondisi kerja instrumen adalah pada rentang suhu - - + C dengan
kelembaban relatif 30-90 %. Jarak maksimum pengukuran adalah ± 15 meter. Secara umum
jenis Sound Level Meter, yaitu SLM untuk low measurement yang rentang intensitasnya 35-
100 dB dan SLM untuk medium measurement yang rentang intensitasnya 65-135 dB.
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN
Alat penunjuk arah mata angin yang ada di Laboratorium Sensor dan Telekontrol
menggunakan sensor potensiometer. Pergeseran sirip belakang pada alat yang disebabkan
oleh angin dikonversi menjadi pergeseran nilai hambatan pada potensiometer. Linearitas alat
tergantung pada linearitas sensor potensiometer.
Berkaitan dengan suhu, maka sensor potensiometer hanya akan bekerja secara linear
pada rentang suhu tertentu. Sensor potensiometer tidak bekerja secara linear jika bekerja di
luar rentang suhu kerjanya. Seperti dilihat pada sheet di lampiran, Sensor Arah Angin (Wind
Direction) tipe WE 570 buatan pabrik memiliki temperatur kerja -40° - +55°C. Sensor tipe
WE570 memiliki sensitivitas 1 m/s (2.2 mph) dan akurasi 1% of full scale.
Dengan desain dan bahan yang digunakan, maka alat ini tidak mudah rusak dan sesuai
ditempatkan di daerah yang tidak ada penghalangnya, misalnya di tepian sawah atau pantai.
C. INFRARED THERMOMETER
Spesifikasi, akurasi dan data-data yang lain dapat dilihat di tabel berikut ini:
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR
Berikut yang dapat disimpulkan dari alat yang ada di Laboratorium Sensor dan
Telekontrol:
1. Linearitas sensor
Hubungan input-output proporsional dan sebanding, input pada transmitter
konstan namun jika mengenai benda yang terdapat kebocoran led detector menuju
kanan (ada gelombang ultrasonik yang tembus) begitu pula jika tidak ada kebocoran
maka gelombang direfleksikan jadi lampu detektor menyala didaerah sebelah kiri. Hal
tersebut mengindikasikan kesebandingan antara input dan output meskipun input pada
transmitter tetap.
2. Sensitivitas sensor
Sensitivitas bisa diatur pada receiver dengan inputan frekuensi dari transmitter
yang tidak berubah sebesar 40 kHz. Sensitivitas semakin tinggi lead detector semakin
bergerak ke kanan.
3. Tanggapan waktu
Respon waktu transien cukup cepat ditandai dengan gerakan nyala lampu
indikator, kecepatannya cukup tinggi sehingga cepat menuju steady state. Respon
transien sekitar 2 sekon.
4. Keakuratan
Setelah dikalibrasi dengan alat yang sudah diketahui input dan outputnya
maka keakurasiannya sangat baik.
5. Jangkauan sensor
Jangkauan sensornya ialah 1 Hz to 100 KHz.
6. Pengaruh ke kuantitas pengukuran
Tidak ada pengaruh terhadap kuantitas pengukuran karena tidak mengeluarkan
besaran fisis yang bisa mengganggu pengukuran gelombang ultrasonik.
7. Kehandalan
Komponen berkualitas tinggi, konstruksi kokoh menggaransi waktu
pemakaian yang lama.
8. Ukuran Sensor
Model : GS-5800, 255 x 70 x 28 mm, berat 260 g.
Model : GS-400 (transmitter), 146 x 50 x 26 mm, berat 122 g.
9. Adaptasi sensor terhadap lingkungan
Operating temperature-nya berada pada rentang suhu lingkungan jadi adaptasi
terhadap suhu sangat baik.
E. LIGHT METER
Berikut yang dapat disimpulkan dari alat Light Meter yang ada di Laboratorium
Sensor dan Sistem Telekontrol:
1. Karakteristik sensor adalah merespon kuatnya penerangan pada lingkungan
berdasarkan banyak tidaknya cahaya yang masuk kedalam sensor lalu dikonversi ke
arus dan menghsilkan beda tegangan yang menjadi tolak ukur yang akan dibaca
secara digital.
2. Sistem adalah mendekati linier karena dalam pengambilan data seperti diatas kita
dapatkan nilai yang linier. Hal ini dapat dilihat dari contoh sebagai berikut.
3. Pengukuran pada lantai kita dapatkan 288 lux dan di atas meja kita dapatkan nilai 404
lux, semakin tinggi serentak dengan semakin mendekatnya sensor dengan sumber
cahaya.
4. Tingkat sensitifitas alat ukur lux meter ini masih diragukan, karena dalam pengukuran
yang dilakukan angka hasil pengukuran kebanyakan tidak konstan pada satu angka
saja namun terus berubah-ubah nilainya. Rentangnya pun masih besar sekitar range
100 lux jadi dalam pengukurannya masih harus hati-hati dan baik.
5. Pengukuran yang dilakukan masih belum dapat dikatakan akurat karena pada
percobaan di posisi yang sama untuk pengukuran yang lebih dari satu kali
menghasilkan nilai yang berbeda walaupun nilainya kecil.
6. Pada pengukuran lux cahaya, alat ukur tidak mempengaruhi perubahan lingkungan
dan besar kuat penerangan yang diukur karena alat ukur tidak memancarkan cahaya.
7. Secara umum kondisi fisik dan performa dari alat ukur ini masih dalam keadaan baik
dan mempu bekerja secara maksimal.
8. Ukuran alat ukur sangat sederhana walaupun masih dapat dikatakan masih cukup
besar, namun untuk pengukuran yang secara sengaja dilakukan ukuran yang sekarang
tidak akan membuat hambatan yang berarti kecuali digunakan untuk kondisi yang
darurat dan lahan yang sempit.
9. Penampilan pada display, yaitu besarnya luks yang diukur selalu berubah ubah atau
tidak konstan. Terkadang pada pengukuran kemarin alat ukur memberikan tingkah
laku yang berbeda. Saat pengukuran nilai yang sudah dibentuk, secara berkala terus
berkurang. Padahal dalam idealnya kita mengharapkan nilai yang konstan dan
konsisten. Namun karena radiasi lingkungan yang tidak dapat dikontrol selalu
menjadi noise dalam pengukuran kita dan itulah yang membuat hasil pengurangannya
tidak konstan.
F. AUTOMATIC RAIN RECORDER
Kesimpulan yang dapat diambil dari alat Automatic Rain Recorder yang ada di
Laboratorium Sensor dan Sistem Telekontrol:
1. Karakteristik alat ukur ini dapat dilihat di gambar pada lampiran. Alat ini terdiri
luasan penampung, kalibrator, poros jungkat-jungkit dan tempat pembuangan air
hujan.
2. Akurasi alat ukur ditentukan oleh luasan penampung air hujan. Semakin sama antara
luasan yang satu dan yang lain maka pengkalibrasian semakin tepat. Ukuran luasan
tersebut juga harus tepat antara angka yang dimasukkan ke dalam program
(mikrokontroler) dengan luasan yang sesungguhnya. Semakin tepat maka akurasinya
akan semakin baik.
3. Sensitivitas alat ini dipengaruhi oleh kejadian jungkat-jungkit yang terjadi. Ketika
salah satu luasan penampung air penuh langsung terjadi jungkat-jungkit maka
sensitivitasnya bagus. Ketika terjadi jungkat-jungkit sebelum air penuh di salah satu
luasan penampung maka terlalu sensitif sehingga proses kalibrasi tidak sesuai dengan
yang diinginkan.
4. Tanggapan waktu alat ini sangat bagus jika setelah salah satu penampung penuh
langsung terjadi jungkat-jungkit.
5. Jika poros jungkat-jungkit aus atau terlalu besar gaya geseknya maka alat tersebut
tidak bisa berjalan dengan baik. Jadi, perlu perawatan yang pada poros jungkat-
jungkit agar jungkat-jungkit hanya terjadi ketika luasan penampung penuh. Cepat-
tidaknya alat ini rusak bisa dilihat dari kualitas poros jungkat-jungkitnya karena
bagian tersebut paling rentan rusak akibat terjadinya efek mekanik yang berulang kali.
Selain itu, bahan luasan penampung juga mempengaruhi cepat-tidaknya alat ini rusak.
Bahan yang digunakan harus tidak cepat korosi dan tidak mudah lapuk yang
diakibatkan oleh air.
6. Hal-hal berikut ini harus diperhatikan dalam penggunaan alat pengukur curah hujan
agar instrumen dapat berfungsi secara baik:
a. Instrumen penakar hujan harus diletakkan di tempat yang benar-benar rata, datar
dan bebas dari getaran yang dapat memengaruhi pembacaan pengukuran. Getaran
yang tidak diinginkan dapat menggerakkan jungkat-jungkit yang sangat ringan
sehingga dapat memanipulasi banyaknya clock (kejadian jungkat-jungkit).
b. Sebaiknya alat diletakkan di tempat lapang, atau paling tidak, memiliki jarak
dengan bangunan terdekat sepanjang satu kali tinggi bangunan tersebut.
c. Penempatan alat penakar hujan di atap bangunan atau di tempat yang sulit
dijangkau tidak dianjurkan.
d. Debu dapat menyumbat sehingga harus dibersihkan, sekecil apapun. Debu dapat
pula memengaruhi keseimbangan jungkat-jungkit.
e. Penakar hujan sebaiknya memiliki pelindung untuk melindungi dari binatang.
f. Penakar hujan sebaiknya secara rutin dikalibrasi.
g. Pada saat terjadi hujan yang sangat deras. Jika hujan terlampau deras, jungkat-
jungkit bisa jadi tidak dapat berfungsi dengan baik karena jungkat-jungkit
dihujani air terus menerus sehingga sulit untuk mengembalikan ke posisi semula.
BAB IV
KRITIK DAN SARAN
1. Alat Sound Level Meter yang ada bisa digunakan dengan baik.
2. Light meter yang terdapat di Lab. Sensor dan Sistem Telekontrol Jurusan Teknik
Fisika UGM pada dasarnya masih berjalan dengan baik dan juga pengukuran yang
dilakukan alat tersebut memberikan nilai yang baik untuk satu pengukuran nilai lux
dari setiap sumber cahaya. Pengujian performa yang dilakukan pada hari selasa lalu,
29 November 2011 disimpulkan bahwa performa alat ukur dalam mengukur nilai
intensitas cahaya berjalan dengan baik.
3. Secara umum, alat infrared thermometer dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Hal
ini karena infrared thermometer merupakan alat keluaran pabrik sehingga telah
memenuhi standar-standar yang ditetapkan.
4. Sensor Ultrasonic Leak Detector ini sangat berguna di industri untuk meminimalisir
rugi-rugi yang terjadi akibat kebocoran gas atau materi yang berguna. Sensor yang
digunakan hanya untuk safety saja sehingga tidak ada data pengukuran berupa angka.
5. Alat Penunjuk Arah Angin yang ada tidak bisa diuji coba sehingga tidak bisa
mengetahui data pengukuran. Tidak adanya informasi mengenai cara kerja alat secara
detail sehingga tidak bisa mengetahui karakteristik alat secara detail.
6. Automatic Rain Recorder tidak dapat dicoba sehingga tidak dapat diketahui secara
detail mengenai cara kerja dari alat tersebut.
LAMPIRAN
A. SOUND LEVEL METER
B. ALAT PENUNJUK ARAH MATA ANGIN
Sensor Arah Angin (Wind Direction) Type WE570
Spesifikasi :
Type: Wind Vane with potentiometer
Output: 4-20 mA
Range: 0-360° (352° electrical, 8° open)
Sensitivity: 1 m/s (2.2 mph)
Accuracy: 1% of full scale
Operating Voltage: 10-36 VDC
Current Draw: Same as sensor output
Warm Up Time: 3 seconds minimum
Operating Temp: -40° to +131°F (-40° to +55°C)
Sensor Size: 8 1/2 inch diameter x 10 1/2 inch (21.5 cm dia. x 26.7 cm)
Weight: 1lb. (0.5 kg)
C. INFRA RED THERMOMETER
D. ULTRASONIC LEAK DETECTOR
DOKUMENTASI
DAFTAR PUSTAKA
http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/2009/06/24/prinsip-kerja-rangkaian-sensor-
ultrasonik/
http://www.instrumentsgroup.co.za/
http://indonetwork.co.id/pt_interlam/814806/pendeteksi-kebocoran-atau-ultrasonic-leak-
detector-dari.htm
http://www.oceancontrols.com.au/LUT-046.html
Albert Gunandhi,2002, Perancangan dan Implementasi Alat Ukur Cahaya Sederhana,
Universitas Widya Mandala, Surabaya
Soedojo, Peter, Azas-azas Ilmu Fisika 3 (Optika), Gadjah MadaUniversity Press,
Yogyakarta,1992
http://accessscience.com/content/Loudness/006100
http://www.explainthatstuff.com/soundlevelmeters.html
http://www.alatuji.com/kategori/262/sound-level-meter
http://putraprabu.wordpress.com/2009/01/02/pengukuran-nilai-ambang-dan-zona-kebisingan/
http://personal.cityu.edu.hk/~bsapplec/sound6.htm
http://ilmubawang.blogspot.com/2011/06/artikel-sound-level-meter_11.html
Datasheet Sound Level Meter LA 1000-4000 Series
Hidayat Wiriadinata. 2010. Pengaruh Suhu Lingkungan Dan Sensor Termometer Infrared
Pada Kalibrasi Termometer Infrared Suhu Rendah.
Zulfa. 2009. Pengukuran Suhu Menggunakan Thermometer Infra Merah. Jurusan Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Pekanbaru.
http://id.wikipedia.org/wiki/Termometer_infra_merah
http://www.ir-family.com/id/keunggulan-dan-manfaat-termometer-inframerah.html
http://www.omega.com/prodinfo/infraredthermometer.html
http://eprints.undip.ac.id/25737/1/Makalah.pdf