SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

RANCANG BANGUN ALAT UKUR CURAH HUJAN

*SISWANTI, *NGASIFUDIN, **SUDIONO*Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta 55281 Telp. (0274) 488435**Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281Telepon 0274-484085, 489716, Faksimili 0274-489715

Abstrak

RANCANG BANGUN ALA T UKUR CURAH HUJAN. Telah dilakukan rancang bangun alat ukur curahhujan. Tujuan penelitian ini adalah dihasilkannya satu unit alat ukur curah hujan, diharapkan dapatmengetahui berapa banyak curah hujan yang jatuh dalam suatu waktu dan pada suatu daerah khususnya dilingkungan Reaktor Kartini. Tipe yang digunakan adalah tipe pelampung, dengan sistem mekanikpelampung dihubungkan dengan potensio yang bervariasi volume sehingga dapat diketahui tegangankeluarannya. Hasil dari penelitian ini berupa 1 (satu) unit alat ukur curah hujan dengan kapasitas tangki 8,2I dan data pengamatan uji linieritas dinyatakan dengan persamaan y = 0,3889x + 2,7258, nilai ketelitian R2= 0,8899.

Kata kunci: alat ukur curah hujan, reaktor Kartini

Abstract

RAIN GAUGE EQUIPMENT CONSTRUCTION. The rain gauge was constructed and used to know therain gauge in any time and any places, specially in the surrounding of Kartini reactor. Thefloating type wasused and completed by mechanic system. The floating mechanic connected to the potentio and variated byvolume to get the voltage output. The result of the research was 1 (one) unit of rain gauge with 8.2 I ofvolume capacity and the data linearity test shown by equation y = 0.3889x + 2.7258 with accuracy k =0.8899.

Keywords: rain gauge equipment, reactor Kartini.

PENDAHULUAN

Pemantauan curah hujan adalah bagiandari pemantauan cuaca, yang merupakan saranapendukung untuk melengkapi/evaluasi sebaranradionuklida ke lingkungan dari kegiatanReaktor. Hal ini merupakan pengendalianpencemaran lingkungan.

Salah satu metode pemantauanradioaktivitas lingkungan adalah denganmelakukan pengawasan terhadap peningkatanpaparan radiasi dan masukan yang diterimalingkungan agar tidak melebihi ambang batasyang diperkenankan. Pengawasan ini sangatdipengaruhi oleh kondisi cuaca setempatkhususnya curah hujan. Alat ukur curah hujan

ini digunakan agar dapat diketahui seberapabesar dan sejauh mana sebaran radioaktif kelingkungan.

Pada penelitian ini dilakukan rancangbangun alat ukur curah hujan Obeservatorium(OBS). Tujuan penelitian ini adalah dapatdihasilkannya I (satu) unit alat ukur curahhujan yang dapat mengetahui berapa banyakcurah hujan yang jatuh di dalam suatu periodedan mengetahui pembagian jatuhan pada suatuwaktu dan pada suatu daerah khususnya dilingkungan Reaktor Kartini.

Siswanti dkk 193 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

TATA KERJA DAN PERCOBAAN

Alat Penelitian

Alat penelitian antara lain perlengkapankerja bangku (palu, kikir, gunting, jangkasorong, obeng, gergaji, penggaris, penggores),mesin pelipat, mesin bor, mesin potong, las,multimeter.

Bahan Penelitian

Bahan penelitian antara lain plat dari bajatahan karat, pelampung, eatu daya, besi baja,kabel dan kran.

TEORl

Prinsip Dasar Pengukuran Curah Hujan

Cara yang mudah dan umumdipergunakan dalam pengukuran eurah hujanadalah dengan menggunakan alat pengukureurah hujan (rain gauge). Alat ini terdiri daricorong berbentuk kerueut terbalik yang diletakkan di atas bagian dalam dari tabungpenampung air hujan. Tetapi mulut corongharus horisontal dan memiliki diameter tertentu.Air hujan yang jatuh ke dalam mulut eorong inikemudian masuk ke dalam tabung penampung.Tabung penampung harus dibuat sedemikianrupa sehingga mampu untuk menampung airhujan yang ada sesuai dengan keperluannya.

Curah hujan yang tertampung inilah yangdi ukur seeara teratur dalam periode waktu yangtelah ditentukan. Ukuran garis tengah mulutcorong tidak ada suatu ketentuan yangmengharuskan. Tetapi jika misalnya ukurangaris tengah tersebut telah dipilih, makasekarang yang harns disesuaikan adalah skaladari alat penakar aimya. [1] Adapun satuan bakueurah hujan adalah mm curah hujan. Alat inibelum dapat medeteksi atau membedakan hujangerimis dengan hujan lebat, tetapi dapatmembedakan sifat eurah hujan yaitu bawahnormal (BN), normal (N) dan atas normal (AN).Dalam penelitian digunakan tipe pelampung.

Tipe Pelampung

Di dalam alat perekam eurah hujan ini,air hujan ditampung dalam suatu tempat biasadisebut ruang pelampung, yang terisipelampung. Jika karena hujan air di dalamtempat tersebut naik, maka pelampung naik ke

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

atas. Dengan sistem mekanisasi tertentu, makagerakan ini dapat menggerakan pena yangmeneatat pada pias yang berputar. Untukmemperoleh suatu rekaman yang terus menerusdalam suatu periode (misalnya dalam waktu 24jam), maka alat ini harus memiliki ruangpelampung (tempat menampung air hujan) yangbesamya sesuai dan dilengkapi dengan alatyang dapat mengosongkan ruang pelampungdengan eepat seeara otomatis, bilamana ruangtersebut telah penuh dengan air hujan. Penuhdisini diartikan bahwa proses mengosongkanharus teljadi seeara otomatis, sesuai dasar kerjaalat. Pada saat ruang pelampung ini telahkosong, berarti pelampung ini sudah turun kedasar dan posisi penapung kembali pada skalanol pada pias. Penyesuaian posisi pena padaskala-skala pias dapat diatur melaluipenyetelan-penyetelan tertentu pada saluranpenerima, pelampung dan ruang pelampung.Proses pengosongan ini harus berlangsungseeara eepat (10-15 detik). Bagi daerah-daerahyang ada kemungkinan terjadi pembekuan,maka di dalam alat perekam eurah hujan inidipasang alat pemanas khusus yang disediakanuntuk mempertahankan agar air tidakmembeku, terutama pada musim dingin. [1]

Adapun sifat hujan dibagi menjadi 3kriteria, yaitu :1. Atas normal (AN), jika nilai perbandingan

terhadap rata-ratanya lebih besar dari 115%.

2. Normal (N), jika nilai perbandinganterhadap rata-ratanya antara 85 %-115 %

3. Bawah Normal (BN), jika nilaiperbandingan terhadap rata-ratanya kurangdari 85 %. [4]

Prinsip Kerja Pelampung

Cara kerja pelampung menggunakanprinsip rangkaian pembagi tegangan sepertiditunjukkan pada Gambar 3.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - SATAN 194 Siswanti dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

.•.. _,,_~~ .z :210

.• \tJ)lt~

Gambar I. Alat Ukur Curah HujanKeterangan :I. Tabung atas (mulut tanki)2. Corong atas3. Bahu tanki4. Tabung kolektor (penampung)5. Pelampung6. Corong bawah7. Pipa saluran buang8. Kran

Sebagai pembagi tegangan digunakanpotensiometer, yang dihubungkan ke eatu dayadan tangki pelampung. Tegangan keluaranpelampung sebanding dengan tinggi permukaanair. [6]

Gambar 2. Alat Ukur Curah Hujan Tampak Atas.

1,,80120 " :220

Gambar.3. Rangkaian pembagi tegangan

Prosedur Kerja

Agar lebih terarah dalam penelitian 1mmaka perlu adanya suatu raneangan yang akandilakukan dalam penelitian yang meliputiPeraneangan alat, pemilihan bahan, pembuatanalat pengujian alat.

Persiapan Desain Alat

Untuk memulai mendesain, diperlukansuatu analisis mengenai bahan dan peralatanyang akan digunakan, untuk itu perlu adanyapembuatan jadwal kerja, studi literatur danadanya suatu raneangan alat yang akandikeIjakan dalam pembuatan alat. Denganmelihat langsung akan mudah untukmenyesuaikan situasi dan kondisi serta akandapat memudahkan untuk peraneangan desain.

Pembuatan Alat

Pembuatan alat terdiri dari muluteorong/tabung penakar, corong berbentukkerneut untuk mengalirkan air ke dalam tabungkolektor, tabung kolektor atau penampung,eorong bentuk kerneut untuk mengalirkan airkesaluran buang (kran), pemilihan bahan sertasistem sambungan rangkaian (potensio).

Perakitan Komponen

Setelah sub-sub bagian dari alat tersebutsudah selesai maka dilanjutkan tahap perakitankomponen menggunakan las. Hasil dariperakitan tersebut dihasilkan 1 (satu) unit alatukur eurah hujan dan dilanjutkan tahappengujlan.

Hal-hal yang harns diperhatikanmengenai alat ini adalah :1. Penampang penakar harns selalu horisontal.2. Alat harns tetap bersih.

Siswanti dkk 195 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

1. Menuangkan air ke tabung kolektor, untukmenguji ada kebocoran atau tidak.

2. Dengan menuangkan air sedikit demisedikit untuk melihat kenaikan pelampung.

3. Mengukur besamya tegangan keluaran daripada pelampung (21 kali)

Data Pengujian

Data pengujian ini diperoleh dengan caramemberi beban atau menambah volume padatangki dengan variasi volume sebanyak 21 kalisedangkan hasil dari pengujian adalah sebagaiseperti tersaji pada Tabell dan Gambar 1.

Tabel 1. Data Pengujian

3. Corong hams bersih dari kotoran yang bisamenutup lubang.

4. Kran hams selalu dibersihkan, jika terjadikebocoran hams segera diganti/diperbaiki.

5. Tabung kolektor/penampung air hujanhams selalu dibersihkan dari endapan dandebu dengan jalan menuangkan air kedalamnya dan kran dibuka.

6. Gelas penakar hams dijaga tetap bersih dandikeringkan. [2]

HASIL DAN PEMBAHASAN

a. PengujianGambar 2 adalah gambar alat yang

dihasilkan.

Gambar 2. Tangki Pelampung clanPower Suplay

Maksud dilakukan pengujian ini agardiketahui kineIja dari alat ukur curah hujan,baik tanpa beban atau pun berbeban sehinggadapat diketahui tegangan keluarannya. Adapunalat dan bahan yang digunakan untukmelakukan pengujian antara lain[; Multi meter.Kabel-kabel, Tespen, Beban (air), Solder

Cara Pengujian

Cara dan langkah-langkah pengujian inimeliputi sebagai berikut :

NO

VOLUMETINGGITEGANGAN

(ml)(mm)(volt)

1

200 204,32 ± 1.205

2

400 404,36 ± 0,856

3

600 604,46 ± 0,567

4

800 804,71 ± 0,428

5

10001004,74 ± 0,069

6

12001204,94 ± 0,119

7

14001405,30 ± 0,148

8

16001605,36 ± 0,477

9

18001805,70 ± 0,526

10

20002005,81 ± 0,804

11

22002206,24 ± 0,764

12

24002406,32 ± 1,073

13

26002607,02 ± 0,740

14

28002807,08 ± 1,090

15

30003008,01 ± 0,549

16

32003208,01 ± 0,938

17

34003409,56 ± 0,223

18

36003609,56 ± 0,166

19

380038011,83 ± 1,715

20

400040011,86 ± 1,356

21

420042011,88 ± 0,987BN

bawah normalN

normalAN

atas normal SIFAT

HUJAN

BN

N

AN

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 196 Siswanti dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

14

12'I '"O,J$89x + 2.1258

RZ"'O.~ t-+-+,I

volume. Data uji linieritas dengan persamaany=O,3889x + 2,7258, nilai ketelitian R2=O,8899.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian ini dapat diambilsuatu kesimpulan sebagai berikut:1. Telah dihasilkan 1(satu) unit alat ukur

curah hujan tipe pelampung.2. Kapasitas tanki maksimal VIola] = ± 9,79 I

dengan volume yang diijinkan = ± 8,2 I3. Data pengamatan uji linearitas dinyatakan

dengan persamaan y=O,3889x + 2,7258,nilai ketelitian R2=O,8899.

Elektronika

volume:!ml)

Gambar I. Hasil Pengujian Untuk Hubungan AntaraTegangan Dengan Volume

Fungsi Alat

Dengan melihat latar belakang penelitianini yaitu bahwa pemantauan cuaca sangatlahpenting sebagai data dukung untuk pemantauansebaran radioaktif di lingkungan fasilitas nuklir,(salah satunya adalah pengukuran curah hujan)dan dengan memperhatikan perkembangandinamika atmosfer serta musim saat ini takmenentu maka kita harns mengetahui sifat-sifathujan. Selain itu dapat untuk mengetahuitingkat keasaman air hujan. Keasaman air hujanini merupakan parameter penting dalampencemaran udara (kimia udara). Salah satumetode Proteksi Radiasi adalah denganmelakukan pengawasan terhadap paparanradiasi yang diterima peketja atau lingkunganagar tidak melebihi ambang batas yangdiperkenankan. Sifat hujan itu sendiri adalahperbandingan antara jumlah curah hujan yangterjadi selama satu bulan dengan nilai rata-rataatau normal dari bulan tersebut di suatu tempat.

HasH Pengujian

Setelah dihasilkan 1 unit alat ukur curahhujan, selanjutnya dilakukan pengujian. Darihasil pengujian yang dilakukan, maka dapatdibahas bahwa pada saat tangki kolektor diisidengan air (berbeban), pelampung akan naiksedikit demi sedikit sebanding dengan volumeair, selanjutnya diukur tegangan keluaran.Setelah melakukan pengujian sebanyak 21 kalimaka didapatkan hasil seperti pada Tabel 1,bahwa tegangan yang keluar sebanding dengan

DAFTAR PUSTAKA

1. BUDIANTO A, 1997, Petunjuk Pene1itian danPengembangan, Sekolah Tinggi TeknologiNasional, Yogyakarta.

2. SOEYITNO, 1988, Spesifikasi Alat-alat OlehBMG DEPHUB, Jakarta.

3. WAWAN RIDWAN, 1990, PetunjukPengamatan Data Iklim BMG, Semarang.

4. SUMISJOKARTONO, 1984,Praktis, Gramedia, Jakarta.

5. BMG, 2006, Prakiraan Hujan Jawa Tengah,DEPHUB, Semarang.

6. TATA SURDJA dan SHINROKU SAITO, 1984,Pengetahuan bahan teknik, Pradnya Paramita,Jakarta.

7. MALCOLM PLANT dan JAN STUART, 1985,Pengantar Ilmu Teknik Instrumentasi,Gramedia,Jakarta.

8. NOEL M MORRIS, 1987, Dasar-dasar Listrikdan Elektronika, Gramedia, Jakarta.

TANYAJAWAB

Pertanyaan

1. Alat ini untuk pengukuran harian, bulananatau tahunan ?

2. Kepresisian alat berapa ?3. Apabila terjadi hujan lebat dan terjadi

overloadberapa mililiter air yang terbuang?(Sri Mulyono)

4. Penelitian ini benar-benar dilakukan atausimulasi ?

5. Jika dibandingkan dengan alat lainbagaimana spesifikasinya ? (Giyatrni)

Siswanti dkk 197 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

6. Apa yang dimaksud dengan curah hujanIm3mVtahun ? (Dwi Priyantoro)

Jawaban

I. Bulanan2. Belum diketahui3. Alat ini belum dilengkapi perhitungan over

load air, jadi belum terhitung.4. Simulasi

5. Belum dibandingkan dengan alat yang lain.6. Secara kumulatif dijumlahkan dari awal,

dimana setiap 100 ml setara dengan 10 mlcurah hujan.

Saran

Perlu diketahui kepresisian alat tersebut,untuk memperoleh keakuratan data pemantauanlingkungan.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 198 Siswanti dkk