AWLR (AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDING) BASIS KALKULATOR PRINTING
HESTI TRIESNAWATI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006
AWLR (AUTOMATIC WATER LEVEL RECORDING) BASIS KALKULATOR PRINTING
HESTI TRIESNAWATI
Skripsi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006
LEMBAR PENGESAHAN Judul
: AWLR (Automatic Water Level Recording) Basis Kalkulator Printing
Nama
: Hesti Triesnawati
NRP
: G241020012
Menyetujui, Pembimbing
Ir. Bregas Budianto, Ass. Dpl NIP. 132 089 516
Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.Sc NIP. 131 473 999
Tanggal disetujui:
RINGKASAN HESTI TRIESNAWATI. AWLR (Automatic Water Level Recording) Basis Kalkulator Printing. Dibimbing oleh BREGAS BUDIANTO. Limpasan air dalam daerah aliran sungai (DAS) pada umumnya dimonitor dengan alat yang di sebut (AWLR) Automatic Water Level Recording. Alat ini merekam kejadian perubahan tinggi muka air secara otomatis dan kontinu. Hasil pengukurannya berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan waktu atau disebut hidrograf. Hasil penelitian ini berupa perangkat elektronik alat ukur tinggi muka air sederhana (AWLR) berbasis kalkulator printing. Diameter pulley 9.5 cm, Berat pelampung 814 g, tinggi pelampung 7.6 cm, diameter pelampung 12 cm. Massa bandul 235 g, tinggi 6 cm, diameter pemberat 4,3 cm. Ketinggian yang dapat diukur 12-3012 mm. Resolusi pengukuran 1mm.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Rangkasbitung pada tanggal 05 Maret 1985 sebagai anak ketiga dari enam bersaudara dari pasangan Effendi dan Komariah. Tahun 1996 penulis lulus dari SDN MCT4 Rangkasbitung, tahun 1999 lulus SMPN 2 Rangkasbitung dan tahun 2002 penulis lulus dari SMUN 1 Rangkasbitung. Pada tahun 2002 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) dan diterima di program studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB. Selama menjalani studi, penulis aktif di berbagai Organisasi Kemahasiswaan, diantaranya sebagai staf Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia (PSDM) HIMAGRETO pada tahun 2002-2003 , Staf Biro INFOKOM DKM Al-Giffari 2003-2004, Bendahara UKM Panahan 2003-2004, Bendahara Umum Himpunan Mahasiswa Meteorologi (HIMAGRETO) 2004-2005, Kepala Departemen Komunikasi Internal-Eksternal (DKI) BEM FMIPA IPB 2004-2005, team trainer outbound SINOBI 2005-2006. Penulis pernah mewakili IPB mengikuti pelatihan Kepemimpinan Putra Sunda Tingkat Provinsi Jawa Barat tahun 2003, Penulis melaksanakan praktik lapang di Dinas Pertanian dan Peternakan Kab.Lebak-Banten pada bulan Juli-Agustus 2005, serta aktif disetiap kepanitiaan menjadi Master of Ceremony (MC) baik tingkat Internal IPB, Propinsi, maupun Nasional.
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya serta begitu banyak nikmat yang tak terhingga jumlahnya. Hanya dengan izin dan kemudahanNyalah, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul ” AWLR (Automatic Water Level Recording) Basis Kalkulator Printing”. Banyak pihak yang telah ikut memegang peranan yang cukup besar dalam rangka penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Bapak Ir. Bregas Budianto, Ass. Dpl sebagai dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan laporan.
2.
My Love Family (Mamah, Mpah, Ageung, Alit, Neng, Asep, D’Happy), terimakasih atas doa, motivasi, serta curahan kasih sayang yang selama ini telah didedikasikan untukku.
3.
Seluruh keluarga besar H. Sunariah (Emi, Apa, A’Ade, Aunty Undus, Tante Obay, Uncle Yayat, Th Ucu, Mang Jajang, semua sepupu dan ponakan kecilku), I miss U all.
4.
My second family (Ayah, Bunda, Dhifa, KaE, D’Miz), Rafidatunnisa-Ikhwanulaina, Fusi 39, Sinobi, jalinan ukhuwah ini begitu indah.
5.
”Beruang Kutub” atas kesetiaan, kepercayaan dan pengorbanannya. Semoga langkah qt penuh cerita dan hikmah.
6.
Komunitas HFC (Hesti Fans Club), Chatter meebo.com, Yahoo Massager, ”Keluarga Aneh” (Icha”Madur”, Alif ”Padur”, Paman Syam ”Mr. Jahe”, Om Nandang, Opa’ Demplon, Th’Wanti, Azis ”Aril”) ke Ciamis ’nyok ?.
7.
Andalebers (Ame, Devi, Ade, Ussy, Ratna, Ratih, Nora, Nchi, Vera, Cici, T’Siti, Amel, Lina, KD, Adel ), semangat terus ya!
8.
Seluruh dosen, staff, laboran dan karyawan GFM IPB.
9.
Teman-teman seperjuangan 39 (Nana, Ana, Fio, Misna, Lina, Qq, Linda, Nida, Sasat, Dwinita, Ipit, Yohana, Ani, An-an, Aprian, Basyar, Wahyu, Rudi, Sapta, Deni, Zainul, LaOde, Gian, Samba, Dwi, Ridwan, Anton, Rahmat) dan ”Bengkel Crew” (P’Haerun, Bang’Rohmat, Mas’Joko, A’Mian, Vie, Lupink, Eko, Wiranto).
10. Serta semua pihak yang telah membantu penulis dan tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skrpsi ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi perbaikan-perbaikan kedepan. Semoga skripsi ini dapat menjadi masukan bagi perkembangan informasi dan bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Desember 2006
Penulis
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ........................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. viii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ ix
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 1 1.2. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 1 II. TINJAUAN PUSTAKA Jenis-Jenis Alat Ukur Permukaan Air Sungai ....................................................... 1 AWLR
................................................................................................................ 6
Sungai (river) ......................................................................................................... 6 Permukaan Air Sungai dan Debit .......................................................................... 6 Pengamatan Permukaan Air Sungai ....................................................................... 6 Tempat Pemasangan / Pembangunan Alat Ukur Permukaan Sungai ..................... 7 III. METODOLOGI 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................... 7 3.2. Bahan dan Alat ................................................................................................ 7 3.3. Metode Penelitian ............................................................................................ 7 a. Studi Literatur ........................................................................................ 7 b. Pembuatan Elektronik AWLR Basis Kalkulator Printing ..................... 7 c. Mekanik AWLR .................................................................................... 8 d. Pengujian dan Pengolahan Data ............................................................ 9 IV. PEMBAHASAN Prinsip Kerja AWLR ............................................................................................ 10 Sensor Elektronik ................................................................................................... 10 Sensor Pelampung dan Pemberat .......................................................................... 13 V. KESIMPULAN....................................................................................................... 15 VI. SARAN
........................................................................................................ 15
VII. DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 16 LAMPIRAN .................................................................................................. .............. 17
DAFTAR TABEL Halaman 1. Lubang Penyalur dan Ukuran Pipa Penyalur ........................................................
4
2. Rekomendasi Ukuran Float.. ................................................................................
14
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Staf Gauge
......................................................................................................
1
2. Pemasangan Alat Ukur Pada Keadaan Permukaan Air yang Tinggi.. ..................
2
3. Alat Ukur Jenis Richard .....................................................................................
2
4. Sketsa Alat Ukur Jenis Richard ..........................................................................
2
5. Sketsa Alat Ukur Fuess ......................................................................................
3
6. Sketsa Alat Pencatat Permukaan Air Jenis Roll ...................................................
3
7. Bagian Pencatat Jenis Suiken ...............................................................................
3
8. Alat Pencatat Permukaan Air di pegunungan .......................................................
4
9. Alat Pencatat Permukaan Air (Alat Duga Otomatis) ............................................
4
10. Sketsa Sumur Pengamatan ....................................................................................
4
11. Sumur Pengamatan ...............................................................................................
4
12. Alat Pencatat Permukaan Air Jenis Tekanan Air ..................................................
5
13. Alat Pencatat Permukaan Air Jenis Tekanan Air (Water Pressure Type).............
5
14. Jenis Alat Ukur Gelembung ..................................................................................
5
15. Water Level Recorder Type F ...............................................................................
6
16. Stage Hydrograph Curve ......................................................................................
6
17. Diagram Blok ........................................................................................................
8
18. Sketsa Pulley .........................................................................................................
8
19. Keadaan Benda di Dalam Zat Cair .......................................................................
9
20. Bandul Pemberat ...................................................................................................
9
21. Tali nylon
9
..........................................................................................................
22. Prinsip Kerja AWLR.............................................................................................
10
23. Conection Diagram 4047 ......................................................................................
11
24. Sinyal Pulsa Circuit RC Monostable ....................................................................
11
25. Skematik Timing Diagram ....................................................................................
11
26. Rangkaian Elektronik AWLR ...............................................................................
12
27. Simulasi Posisi Sensor Pada 60 Titik Putaran ......................................................
13
28. Simulasi Posisi Sensor dalam Waktu 10 Menitan ................................................
13
29. Posisi Sensor Pelampung (a, b, c) .........................................................................
14
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Function Table .....................................................................................................
16
2. Tabel Hasil Perhitungan Massa Jenis Benda ........................................................
17
3. Tabel Hasil Simulasi Nilai R dan C untuk Mendapatkan Tundaan Waktu ..........
18
4. Contoh Produsen AWLR......................................................................................
20
5. Grafik Tinggi Muka Air di Unit Usaha Rejosari PTPN VII Kec. Natar Lampung 21
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kurun waktu 1998-2004 terdapat 5 jenis bencana besar di Indonesia, diantaranya tanah longsor, kebakaran hutan, gempa bumi, letusan gunung api dan tsunami. Banjir diakibatkan oleh perubahan penggunaan lahan dari daerah pertanian/perkebunan (tegalan)/hutan menjadi daerah pemukiman akan menyebabkan berkurangnya daerah infiltrasi alami. Apabila hujan turun pada daerah tersebut maka air hujan akan dengan cepat berubah menjadi aliran permukaan. Air hujan yang telah berubah menjadi aliran permukaan mengalir ke tempat yang lebih rendah untuk seterusnya masuk ke dalam sungai menjadi aliran sungai. Keadaan semacam inilah yang sering kali menimbulkan banjir. Banjir dalam hidrologi dapat didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana debit air sungai melebihi debit aliran dasar (aliran normal) sebagai akibat dari hujan yang jatuh di atas vegetasi, batuan, permukaan tanah, permukaan air dan saluran sungai. Limpasan air dalam daerah aliran sungai (DAS) nampak dalam bentuk sistem yang sangat kompleks, terjadi setelah air hujan mengalami perjalanan melalui beberapa tahap mulai dari penimbunan dan pemindahan sampai masuk ke dalam saluran. Kekomplekan ini semakin bertambah sejalan dengan faktor variabel dalam DAS. Limpasan air dari suatu daerah aliran sungai yang besar biasanya dimonitor dengan alat yang disebut AWLR (Automatic Water Level Recorder). Alat ini mengukur tinggi muka air sungai secara terus menerus. Hasil pengukurannya berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan waktu atau sering disebut hidrograf. Untuk dapat mengukur besarnya debit sungai maka pada saat tertentu (biasanya pada saat musim hujan dan kemarau) dilakukan pengukuran debit sungai. Hidrograf aliran sangat diperlukan dalam studi banjir sebab dengan memanfaatkan data tersebut kita dapat melakukan perencanaan bangunan air yang sangat diperlukan dalam penanggulangan banjir. Akan tetapi, jumlah penelitian mengenai karakteristik DAS masih sedikit.
Hal ini sebagian besar dikarenakan faktor ketersediaan alat yang dapat membantu dalam pengukuran masih cukup mahal. Sehingga akan dicoba membuat alat ukur perekam tinggi muka air yang bekerja secara kontinu merekam kejadian perubahan ketinggian air yang bekerja secara otomatis.
1.2 Tujuan Penelitian Membuat perangkat elektronik untuk dijadikan alat ukur tinggi muka air sederhana yang memungkinkan untuk digunakan dalam penelitian dibidang hidrologi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu penelitian di bidang hidrologi.
II. TINJAUAN PUSTAKA Jenis-jenis alat ukur permukaan air sungai 1. Jenis pembacaan langsung Pembacaan langsung diadakan pada alat ukur biasa (staff Gauge) yang diikatkan pada tiang-tiang yang dipancarkan di tepi sungai. Alat ukur biasa ini biasanya dibuat dari kayu atau pelat baja yang dienamel dengan pembagian ukuran 1 sampai 2 cm. 90 80 70 60 50 40 30 20
10
Gambar 1. Staf Gauge Staf Gauge adalah alat duga air biasa untuk mengetahui tinggi muka air secara manual. Cara memperoleh data tinggi muka air adalah dengan pengamatan yang teratur dari Staf Gauge. Keuntungan dari alat ini adalah murah dan mudah dipasang, sedangkan kekurangannya adalah
11
memerlukan tenaga manusia untuk pekerjaan pengamatan yang terus menerus. Staf Gauge biasanya disertakan dalam AWLR untuk kalibrasi. Pembacaan seluruh keadaan permukaan air dari permukaan yang terendah sampai yang tertinggi biasanya tidak dapat dilakukan dengan sebuah alat ukur. Pada keadaan permukaan air yang tinggi, pembacaan telah sulit diadakan pada alat yang sudah berada hampir di tengah-tengah sungai. Jadi alat ukur biasa ini dipasang kira-kira setiap 2 m tinggi pada beberapa buah titik dalam penampang melintang yang sama seperti terlihat dalam gambar
tetap oleh jam sehingga pembacaan permukaan air dapat diadakan setiap waktu. Jenis pelampung ini diklasifikasikan sebagai berikut : a.
Jenis Richard : Jenis ini mempunyai alat yang mencatat perubahan permukaan air pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum/silinder dengan sumbu vertikal yang diputar oleh jam. Pencatatan diadakan oleh pena pencatat yang merubah perubahan permukaan air itu menjadi putaran sudut.
Tiang kayu, diameter 20— 25cm _ Tiang penyangga dari samping, diameter 15 cm.
Baut ^ 1 3 mm
Gambar 3. Alat ukur jenis Richard
Gambar 2. Pemasangan alat ukur Pada keadaan permukaan air yang tinggi. 2. Jenis pelampung Jenis pembacaan langsung memerlukan orang untuk membaca permukaan air. Jadi perubahan permukaan air yang kontinu tidak dapat dicatat. Untuk memperoleh data yang kontinu, maka harus dipasang alat ukur permukaan air yang otomatis. Salah satu jenis ini adalah alat ukur jenis pelampung. Pelampumg itu dipasang di permukaan air. Naik turunnya pelampung ini (permukaan air) dicatat pada kertas pencatat oleh pena pencatat yang merubah gerak turun naik itu kegerak putaran sudut. Kertas pencatat itu diputar dengan kecepatan yang
Gambar 4. Skema alat ukur jenis Richard b.
Jenis fuess : jenis ini mempunyai peralatan yang mencatat perubahan permukaan air pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum/silinder yang berputar. Drum dengan kertas pencatat ini digerakan oleh roda sebanding dengan perubahan permukaan air. Jenis ini mempunyai arah pencatatan yang langsung yang
12
lebih mudah dibaca. Keuntungannya ialah bahwa interval pencatatannya dapat dipilih.
Gambar 6. Sketsa alat pencatat permukaan air jenis Roll
Gambar 5. Sketsa alat ukur fuess c.
Jenis roll : Jenis ini mempunyai peralatan yang menggerakan putaran sudut roda pemutar yang mengikuti perubahan permukaan air menjadi pergerakan roda ulat (worm gear) sehingga pena pencatat itu bergerak horizontal yang mencatat perubahan permukaan air itu pada kertas pencatat yang dilingkarkan pada drum dengan sumbu horizontal. Jenis Suiken termasuk jenis ini. Alat ini mempunyai 2 pena. Pena yang satu mempunyai interval 1 m dengan laju kontraksi yang kecil yang berbalik setiap 1 m perubahan permukaan air dan pena yang lain mempunyai interval dari 0 sampai 10 m. Mengingat perubahan permukaan air dicatat 2 kali dengan 2 buah pena, maka interval pencatatan permukaan air sungai itu dapat diambil besar dan ketelitiannya tinggi.
Gambar 7. Bagian pencatat jenis Suiken 3.
Sumur pengamatan Pelampung alat ukur permukaan air itu harus dilindungi terhadap gelombang dan aliran dengan sumur. Diameter sumur harus dapat memuat pelampungnya, pemberat kontra dan ditambah kira-kira 10 cm ruang bebas. Jika sumur pengamatan dibangun miring maka meskipun ada ruang bebas, pelampung itu masih dapat menyentuh dinding sumur. Jadi pembangunannya harus dilakukan dengan memperhatikan hal-hal ini. Sumur dan sungai dihubungkan dengan sebuah pipa. Jika pipa itu terlalu besar, maka perubahan-perubahan yang kecil dari permukaan air sungai seperti gelombang akan tercatat sehingga pembacaan permukaan air akan menjadi sulit. Jika terlalu kecil, maka pipa itu akan mudah tersumbat sehingga pencatatan perubahan– perubahan permukaan air di luar akan tersumbat. USBR (United States Bureau Of Reclamation) menentukan luas penampang pipa kira-kira 1/1000 luas penampang sumur. Jika digunakan pipa yang panjang maka dapat digunakan penampang yang
13
lebih luas seperti yang diperlihatkan dalam tabel di bawah ini Tabel 1. Lubang penyalur dan ukuran pipa penyalur
Sumber. Hidrologi untuk pengairan Hal.176
Gambar 10. Sketsa sumur pengamatan
Gambar 8. Alat pencatat permukaan air di pegunungan
Gambar 11. Sumur pengamatan
Gambar 9. Alat pencatat permukaan air (alat duga air otomatis)
4. Jenis tekanan air (Water pressure type) Mengingat permukaan air dan tekanan air mempunyai hubungan yang linier (jika gaya gelombang ditiadakan), maka perubahan permukaan air itu dapat diukur dengan alat pengukur tekanan yang diletakan di dasar
14
sungai. Alat pengukur itu tidak menghalangi aliran sungai dan dapat meneruskan tekanan air itu melalui pipa tekanan. Alat ini dapat ditempatkan pada bagian yang terdalam dari sungai, jadi alat ini dapat digunakan pada sungai-sungai kecil di pegunungan yang pada musim kemarau airnya menjadi kecil. Alat ini tidak menggunakan sumur pengamatan sehingga biaya yang dibutuhkan sedikit, akan tetapi tingkat kesulitannya relatif besar.
tekanan air di ujung pipa kecil itu. Tujuannya adalah untuk mengurangi mahalnya biaya sumur penenang yang diperlukan bila menggunakan alat ukur apung. Terdapat bukti-bukti bahwa memang sulit untuk mengembangkan suatu alat yang bukan saja dapat mengukur tinggi permukaan air yang rendah tetapi juga keadaan yang tidak merata dan harus mampu mencatat tinggi permukaan banjir.
Gambar 14. Jenis alat ukur gelembung 6.
Gambar 12. Alat pencatat permukaan air jenis tekanan air
Gambar 13. Alat pencatat permukaan air jenis tekanan air (Water pressure type) 5.
Jenis Gelembung (Bubble type) Gas seperti udara dalam tekanan terhembus melalui pipa kecil di dalam air. Permukaan air dapat diketahui dari perubahan tekanan gas yang sama dengan
Manometer air Manometer air atau air raksa dapat dipakai untuk menunjukan elevasi permukaan atau untuk menjalankan alat perekam. Terdapat alat perekam yang dijalankan dari jarak jauh yang menggunakan sistem penggerak selsyn untuk meneruskan informasi elevansi permukaan air dari aliran ke alat perekam, seperti alat-alat ukur yang mentransmisikan gelombang telefonik atau radio dari jauh. Alat-alat ukur terakhir ini menggunakan suatu alat pemberi kode yang mengubah ketinggian permukaan air menjadi sinyal yang ditransmisikan sebagai rangkaian implus yang bisa dihitung, perubahan frekuensi osilasi yang bisa diukur, atau interval waktu yang dibutuhkan alat sensor untuk bergerak dari suatu titik nol ke permukaan air dengan kecepatan konstan. Pencatat jarak jauh semacam itu digunakan terutama untuk peramalan banjir atau pengoperasian waduk. Penggunaan satelit bumi sebagai stasiun relai untuk mentransmisikan data dari stasiun yang jauh menghilangkan stasiun relai muka-bumi yang mestinya diperlukan.
15
AWLR Limpasan air dari suatu daerah aliran sungai yang besar biasanya dimonitor dengan alat yang disebut AWLR (Automatic Water Level Recorder). Alat ini mengukur tinggi muka air sungai secara terus menerus.
Gambar 15. Water level recorder type F (http://www.rickly.com) Hasil pengukuran AWLR berupa grafik hubungan antara tinggi muka air dengan waktu atau lazim disebut hidrograf. Untuk dapat mengukur besarnya debit sungai maka pada saat tertentu (biasanya pada saat musim hujan dan kemarau) dilakukan pengukuran debit sungai. Hubungan antara debit dan tinggi muka air dapat dihitung dengan menggunakan stage hydrograph curve.
Gambar 16. Stage hydrograph curve. Hidrograf adalah suatu diagram yang menggambarkan variasi debit sungai atau tinggi muka air menurut waktu Hidrograf menunjukkan tanggapan menyeluruh DAS terhadap masukan tertentu. Sesuai dengan sifat dan perilaku DAS yang bersangkutan, hidrograf aliran selalu berubah sesuai dengan besaran dan waktu terjadinya masukan.
Bentuk hidrograf banjir sangat dipengaruhi oleh bentuk DAS. Jika bentuk DAS membesar di tengah maka bentuk hidrografnya adalah debit puncak berlangsung dalam waktu yang cepat. Jika berbentuk membesar di hulu maka debit puncak akan dicapai dalam waktu yang relatif lama, sedangkan jika berbentuk mengecil ditengah dan membesar dibagian hulu dan hilir maka bentuk hidrografnya mempunyai puncak dua buah. Jika DAS mempunyai bentuk panjang maka bentuk hidrografnya relatif simetris. Sungai (river) Air hujan yang jatuh ke bumi, sebagian menguap kembali menjadi air di udara, sebagian masuk ke dalam tanah, sebagian lagi mengalir di permukaan. Aliran air di permukaan ini kemudian akan berkumpul mengalir ke tempat yang lebih rendah dan membentuk sungai yang kemudian mengalir ke laut. Permukaan air sungai dan debit Perubahan kondisi permukaan air sungai dalam jangka waktu yang panjang akan dapat diketahui dengan mengadakan pengamatan permukaan air sungai itu dalam jangka waktu yang panjang. Debit sungai dapat diperoleh juga dari permukaan air sungai itu. Dalam persoalan pengendalian sungai, permukaan air sungai yang sudah dikorelasikan dengan curah hujan dapat membantu mengadakan penyelidikan data untuk peramalan banjir, pengendalian banjir dengan bendungan. Dalam usaha pemanfaatan air, permukaan air sungai itu dapat digunakan untuk mengetahui secara umum banyaknya air sungai yang tersedia, penentuan kapasitas bendungan dan seterusnya. Pengamatan Permukaan Air Sungai Untuk kebutuhan usaha pemanfaatan air, pengamatan permukaan air sungai dilaksanakan pada tempat-tempat dimana akan dibangun bangunan air, seperti bendungan, bangunan pengambilan air dan lain-lain. Untuk kebutuhan usaha pengendalian sungai atau pengaturan sungai, maka pengamatan itu dilaksanakan pada tempat yang dapat memberikan gambaran mengenai banjir, termasuk tempat-tempat perubahan tiba-tiba dari penampang sungai.
16
Permukaan air sungai itu harus diukur berdasarkan datum standar dalam negara. Sedikit-sedikitnya dalam suatu sistem sungai, data permukaan air sungai itu harus disusun berdasarkan penentuan datum standar. Tempat Pemasangan/Pembangunan Alat Ukur Permukaan Sungai Untuk pemasangan alat ukur permukaan air sungai, harus dipilih tempat yang memungkinkan pengamatan seluruh keadaan permukaan air, dari batas terendah sampai batas tertinggi. Bagian yang menjadi tempat tekanan tinggi atau bagian kecepatan aliran tinggi pada permukaan air yang tinggi, harus dihindarkan, karena terjadi kesalahan pengukuraan permukaan air tinggi, selain itu alat mudah menjadi rusak oleh aliran. Tempat-tempat terjadi aliran air tanah, harus dihindarkan karena perubahan dasar sungai itu besar dan alirannya berbelok-belok (meander). Untuk mendapatkan kurva debit permukaan air, maka pengukuran debit biasanya dilakukan pada tempat pengamatan permukaan air. Jadi untuk itu harus dipilih tempat dimana kesalahan pengukurannya kecil dan mudah dilaksanakan. Untuk maksud-maksud itu, maka sedapat mungkin dipilih tempat dengan kondisi yang cocok sebagai berikut : Panjang bagian yang lurus di atas tempat pengamatan harus 5 kali lebar sungai dan bagian lurus di bagian bawah adalah 2 kali lebar sungai. Pada dasar sungai dan tepiannya hanya terdapat perubahanperubahan bentuk yang kecil. Pada lereng dasar sungai tidak terdapat titik perubahan tiba-tiba. Perubahan kecepatan aliran adalah kecil (meskipun terjadi perubahan permukaan air yang agak besar) yang dapat diukur oleh alat ukur arus dengan ketelitian yang tinggi (0,3 sampai 3,0 m/detik). (Manual on Hydrology). Jembatan sering sekali dipilih karena mudah untuk melakukan pengukuran debit pada permukaan air yang tinggi, meskipun aliran sungai itu terganggu oleh tiang-tiang jembatan itu.
III. METODOLOGI 3.1.
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Unit Workshop Instrumentasi Meteorologi. Departemen Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB, pada bulan April 2006 sampai dengan September 2006. 3.2.
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan untuk membuat AWLR adalah pelampung, tali, bandul pemberat, box sensor, pulley, kalkulator printing, kertas printing, kabel pelangi, sensor posisi, peralatan mekanik instrumentasi, komponen elektronik dan PC. 3.3.
Metode Penelitian Metode yang diterapkan dalam penelitian ini melalui beberapa tahapan, yaitu sebagai berikut : a.
Studi Literatur Pada tahap ini dimulai dengan studi pustaka dengan tujuan memperoleh informasi mengenai karakteristik AWLR, dan melihat jenis-jenis alat ukur tinggi muka air. Dari studi literatur ini, kita dapat mengetahui jenis alat ukur tinggi muka air yang mudah dan banyak digunakan adalah alat ukur tinggi muka air jenis pelampung. b.
Pembuatan elektronik AWLR basis kalkulator printing Pada tahap ini, pembuatan AWLR dibagi menjadi 2 blok, yaitu : • Blok sensor penghasil pulsa • Blok perekam sekaligus printing. Blok pertama, terdiri dari sensor posisi yang menghasilkan pulsa dan memiliki sifat linier terhadap nilai Resistensinya (R). Pulsa ini akan diteruskan melalui counter 14 bit melalui gerbang Clock Enabel (CE) untuk mengisi tundaan waktu yang sesuai dengan kebutuhan. Tundaan waktu yang di butuhkan pada penelitian ini adalah 10 menitan. Blok kedua yakni perekaman (recording) dan printing. Perangkat yang diharapkan mampu untuk melakukan fungsi di atas adalah printing kalkulator. Selain sederhana, perangkat ini mudah didapat dan cukup ekonomis. Untuk dapat merecord kejadian peruban tinggi muka air, alat ini harus didesain secara otomatis dengan waktu yang cukup lama dan kontinu. Sehingga dibutuhkan input clock dari luar yang
17
bertugas untuk membangkitkan clock 2 detikan menjadi base 1 menitan dan selanjutnya menjadi 10 menitan. Dari clock 10 menitan inilah IC 4066 mendapatkan input dalam melakukan perintah printing dan perintah melakukan reset pada counter 14 bit.
setiap titik dalam satu putaran, akan merubah sensor posisi 3 cm.
RST
Variabel
Counter 14 Bit
Astable CG
Sensor R
f≈R
CE Pembangkit Pulsa Kontinyu CG f≈R
4066
=
d
Clock 2 detik
Titik dalam satu putaran Gambar 18. Sketsa Pulley 4017
Base 1 menit
Perhitungan : Kel. Lingkaran ( l ) = 2π.r = π. d d=l/π d = 30 / 3,14 d = 9.55 cm Sehingga r = d / 2 = 4,77 cm
4066
10 9
P
O
Gambar 17. Diagram Blok c.
MEKANIK AWLR Pulley yang dibutuhkan untuk membuat AWLR ini berdiameter 9,55 cm. Nilai ini diperoleh dari hasil perhitungan keliling lingkaran. Potensiometer memiliki kapasitas untuk berputar 10 kali putaran, Keliling lingkaran pulley yang yang dibutuhkan untuk mengukur tinggi air maksimum 3 meter, adalah 30 cm. Sehingga untuk setiap satu kali putaran penuh dari pulley akan setara dengan 30 cm. Dalam satu putaran, terdapat 10 x titik yang dapat merubah posisi pada potensiometer. Pada
Pulley kecil yang menghubungkan pulley besar dengan potensiometer, terbuat dari karet yang relatif lentur sehingga menyebabkan ujung sensor posisi (potensio) dapat berputar bebas sedikit demi sedikit. Sedangkan pulley besar (ø = 9.55cm) terbuat dari PCB. Hal ini dikarenakan untuk mendapatkan konstruksi yang kokoh, supaya tali nilon yang menghubungkan pelampung dengan pemberat berada pada posisi stabil, tanpa kehawatiran akan meleset keluar. Sifat fisik sensor pelampung diset lebih besar, luas permukaannya lebih lebar, pipih dan diisi dengan air yang sudah dikalibrasi. Hal ini diharapkan agar sensor pelampung memiliki gaya tekan yang besar dan lebih sensitif terhadap adanya perubahan tinggi muka air. Kondisi ini harus sesuai dengan Hk. Archimedes, yakni setiap benda
18
yang berada dalam satu fluida maka benda itu akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung sebesar berat air yang dipindahkannya. Tiga keadaan benda didalam zat cair : a. Tenggelam : W > FaÞ rb > rz b. Melayang : W = Fa Þ rb = rz c. Terapung : W = Fa Þ rb. V= rz.V' ; rb
(a)
(b)
Pemilihan tali nylon yang elastis dan kokoh diharapkan dapat memperkecil gaya gesek yang ditimbulkan antara tali dan pulley. Contoh tali nylon yang memiliki karakteristik di atas adalah tali yang pada umumnya digunakan untuk raket (nilon string racket).
(c) Gambar 21. Tali nylon
Gambar 19. Keadaan benda di dalam zat cair Keterangan: (a) Benda dalam keadaan tenggelam (b) Benda dalam keadaan melayang (c) Benda dalam keadaan terapung Pada tahap pemasangan, posisi awal bandul pemberat sebaiknya lebih tinggi dari posisi pelampung. Hal ini dikarenakan untuk menjaga kondisi pada saat tinggi muka air maksimum (air tinggi), pelampung berada pada posisi paling atas, dan sebaliknya pemberat berada pada posisi paling bawah, dapat kembali pada posisi awal setelah permukaan air mengalami penurunan.
d.
Pengujian dan Pengolahan Data Prototipe AWLR dilakukan pengujian dan dilakukan kalibrasi, agar nilai R setara dengan nilai level /ketinggian di lapangan. Nilai yang terrecord di kalkulator, menjadi data primer sebagai masukan (input) data ke dalam perangkat lunak berbasis Microsoft Exel. Keluaran dari data tersebut berupa grafik atau hidrograph dari nilai Resistansi (R) yang setara dengan nilai ketinggian terhadap waktu. Data ini juga dapat digunakan untuk mendapatkan hubungan antara debit sungai terhadap waktu.
Gambar 20. Bandul pemberat
19
IV.
PEMBAHASAN
Prinsip Kerja AWLR Pelampung (float) dan beban (counter weight) dihubungkan dengan kabel nylon yang ditempatkan pada sebuah pulley. Pelampung tersebut ditempatkan pada muka air, sehingga jika terjadi perubahan posisi dari pelampung akan menyebabkan putaran dari sistem pulley. Gerakan putaran sistem pulley diambil dengan menggunakan pulley sensor yang berukuran lebih kecil dari pulley utama untuk diterjemahkan secara elektronik menjadi posisi sensor.
Shaft Encoder Kotak Pelindung (enclosure) Sumur Penenang (Stilling Well)
mPelampung
Bandul Pemberat (Counter Weight)
Inlettube
Gambar 22. Prinsip kerja AWLR
Sensor Elektronik Sensor posisi yakni potensiometer memiliki sifat linier terhadap sudut putarannya dengan nilai Resistansinya (R). Untuk mendapatkan variasi R yang bisa dihitung, maka perlu dibuat jumlah hitungan yang linier terhadap R. Dalam mengolah sinyal digital memerlukan ketukan, atau aba-aba supaya proses dapat dilakukan secara sinkron. Salah satunya adalah proses yang diolah secara berurutan yang bekerja satu persatu secara bergantian. Untuk membangkitkan ketukan dengan irama yang konstan, secara elektronik dikenal sebagai pembangkitan pulsa dengan periode atau frekuensi yang tetap. Pada saat mengendalikan perangkat switching sering terkendala dengan kemacetan sistem karena sinyal logik yang datang bersamaan. Sehingga untuk dapat membedakan datangnya pulsa, informasi yang diambil adalah pada saat transient saja, yaitu pada saat lompatan tegangan rendah ke tinggi. Pengendalian pulsa ditentukan oleh nilai komponen RC pada circuit. Dengan menggunakan rangkaian RC secara seri dimana input logik dari perangkat digital dihubungkan dengan R ke logik rendah dan sinyal masukan diterima melalui C, maka input logik defaultnya adalah logik rendah dan sinyal logik tinggi yang diterima hanya saat awal saja. Trik ini bermanfaat untuk menghindari kegagalan karena pulsa logik yang datang relatif bersamaan. Pembangkit pulsa yang terus menerus dinamakan multivibrator astable, sedangkan pembangkit pulsa yang bergantung pada pemicu (triger) disebut sebagai operasi monostable. Perangkat multivibrator yang mudah dipakai adalah tipe 4047 dan 555.
20
Gambar 23. Conection Diagram 4047
Gambar 24. Sinyal pulsa circuit RC Monostable
Gambar 25. Skematik timing diagram
21
Pemanfaatan IC 4047 sebagai perangkat multivibrator yang berfungsi untuk menentukan jumlah ketukan pulsa serta tundaan waktu. Fungsi astable multivibrator yang digunakan adalah complement gating, dimana output pulsa yang diharapkan adalah frekuensi yang dihasilkan oleh sensor posisi akan linier terhadap sudut putarannya dengan nilai R. Rangkaian astable berdasarkan frekuensinya berbanding lurus dengan nilai R. Setelah mendapatkan jumlah pulsa dengan posisi sensor melalui program 1; +; + . Karena informasinya dibutuhkan dalam 10 menitan, maka jumlah hitungan menjadi proporsional dengan satuan air (pelampung yang menggerakan pulley sensor). Jika Posisi pelampung makin tinggi akan memberikan rekaman waktu yang sering (interval waktu pendek) dibandingkan dengan posisi rendah. Interval waktu yang terekam selama 10 menit, untuk air dangkal, pulley mengarahkan putaran ke kiri dan
potensiometernya yang rendah, maka jumlah pulsa counting kalkulator lebih kecil (angka counting yang terrecord adalah angka keluaran yang diprint). Untuk mendapatkan variasi R yang bisa dihitung, maka perlu dibuat jumlah hitungan yang linier terhadap R. Nilai R minimum untuk IC 4047 adalah 10 KΩ, nilai R maksimum adalah 1 MegΩ, Sedangkan nilai minimum Capasitor (C) untuk astable mode adalah 100 pF, dan nilai minimum capasitor untuk monostable mode sebesar 1000pF. Dari hasil rumus perhitungan periode keluaran astabel complement gating, nilai R sebesar 110 KΩ. Lama tundaan waktu 10 menit, dengan jumlah counter pulsa terhitung maksimum 3000 ketukan. Nilai 3000 ini akan proporsional dengan satuan air.
Gambar 26. Rangkaian elektronik AWLR Nilai yang terrecord dalam counting kalkulator 12-3012. Artinya nilai 12 adalah nilai minimum dari R potensiometer. Yakni pada saat posisi sudut sensor 0o . Sedangkan 3012 adalah nilai maksimum dari R potensiometer, yakni sensor posisi memiliki sudut 360o pada putaran pulley ke 10. Nilai ini bernilai relatif sesuai dengan gerakan naik
turun pelampung yang akan menyebabkan perputaran pulley sensor ke arah kiri atau kanan. Sebagai contoh, jika pulley berputar ke kiri, maka posisi sensor berada di bagian rendah, sehingga jumlah angka counting yang terrecord sebagai angka keluaran yang diprint lebih kecil.
22
Simulasi posisi sensor 3100 2800
Nilai ketinggian
2500 2200 1900 1600 1300 1000 700 400 100 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Posisi
Gambar 27. Simulasi posisi sensor pada 60 titik putaran simulasi sensor posisi dari posisi 1,2 3, dan 4 350 300 250 record 200 150 100 50 0 1
20 39 58 77 96 115 134 153 172 191 210 229 248 267 286 305 324 343 362 381 400 419 438 457 476 waktu (10 menitan)
Gambar 28. Simulasi posisi sensor dalam waktu 10 menitan
Gambar 27 menunjukan bahwa untuk setiap perubahan posisi sensor (0-60 titik perubahan posisi), nilainya akan linier terhadap nilai ketinggian. Semakin besar perubahan posisi maka nilai ketinggiannya semakin tinggi, dan sebaliknya, jika perubahan posisi sensor kecil, maka nilai ketinggiannya pun semakin kecil.
Sensor Pelampung dan Pemberat Sifat fisik sensor pelampung diset lebih besar, luas permukaannya lebih lebar, pipih dan diisi air yang sudah dikalibrasi. Hal ini dimaksudkan supaya pelampung memiliki kepekaan terhadap perubahan tinggi muka air. Selain itu diharapkan tidak adanya perubahan yang nyata untuk tiap posisi (selalu konsisten) pada saat hujan yang diterima oleh permukaan sungai.
23
Sfesifikasi sensor pelampung yang digunakan, memiliki massa 814.48 g, tinggi 7.6 cm, dengan diameter 12 cm. Sedangkan massa bandul pemberat 235,90 g, tinggi 6.0 cm, diameter bandul pemberat 4.3 cm. Pada penelitian ini, pelampung yang dibuat berdasarkan Hk. Archimedes,
(a) R nol
benda berada pada keadaan terapung. Kondisi di lapangan, pada saat pengujian konsistensi pelampung, posisi awal /normal/setimbang pelampung adalah ¾ tenggelam. Posisi ini seharusnya tetap untuk setiap perubahan tinggi muka air. Jika pelampung tidak/kurang peka terhadap perubahan tinggi muka air, biasanya celupan yang dihasilkan oleh pelampung tidak konsisten. Sebagai contoh, pada kondisi normal celupan dari posisi awal adalah hanya menempel di permukaan, akan tetapi pada saat kondisi hujan deras celupan dari pelampung tersebut lebih dalam (tenggelam).
(b) R ¼ putaran
(c) R 2/4 putaran
Gambar 29. Posisi sensor pelampung (a,b,c)
24
Posisi awal pemasangan pelampung menyentuh permukaan air sungai, sedangkan pemberat berada pada posisi lebih tinggi dari pelampung. Pemberat berfungsi untuk menjaga tali nilon agar selalu lurus, sehingga jika terjadi perubahan tinggi muka air dan pelampung bergerak naik/turun,maka tali yang menghubungkan antara pelampung dengan pemberat akan bergeser dan menggerakan pulley sistem. Hal yang seharusnya menjadi perhatian adalah, ukuran bandul pemberat harus memiliki luas permukaan yang kecil bahkan cenderung runcing , jika di hubungkan dengan Hk. Archimedes, benda yang berada dalam satu fluida maka benda itu akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung sebesar berat air yang dipindahkannya. Hal ini dijadikan pertimbangan pada saat posisi bandul menyentuh permukaan air sungai, Gaya apung yang diterima oleh pelampung tidak lebih besar dari gaya tekan yang dihasilkan bandul pemberat, sehingga pelampung tidak mengalami perubahan posisi yang signifikan. Karena pada saat tinggi muka air maksimum (air tinggi), pelampung berada pada posisi paling atas, dan sebaliknya pemberat berada pada posisi paling bawah. Jika pelampung dan pemberat tidak memiliki masa yang sama dikhawatirkan pelampung tidak dapat kembali pada posisi awal meskipun air sudah mengalami penurunan. Tabel 2 . Rekomendasi ukuran float
Sumber. Rickly hidrological company
Rumus timer untuk IC 4060 : F Osc = 1/ (2,5 x Rt x Ct)
FOsc = Qo Q output dari IC 4060 =Q4, Q10, Q12 Dari hasil rumus perhitungan periode keluaran astabel complement gating (Lampiran 1), nilai R sebesar 110 KΩ. Lama tundaan waktu 10 menit, dengan jumlah counter pulsa terhitung maksimum 3000 ketukan. Nilai 3000 ini akan proporsional dengan satuan air. Nilai yang terrecord dalam counting calculator 12-3012. Artinya nilai 12 adalah nilai minimum dari R potensiometer. Yakni pada saat posisi sudut sensor 0o . Sedangkan 3012 adalah nilai maksimum dari R potensiometer, yakni sensor posisi memiliki sudut 360o pada putaran pulley ke 10. Nilai ini bernilai relatif sesuai dengan gerakan naik turun pelampung (perputaran pulley sensor ke arah kiri atau kanan). Sebagai contoh, jika pulley berputar ke kiri, maka posisi sensor berada di bagian rendah, sehingga jumlah angka counting yang terrecord sebagai angka keluaran (angka printing) nilainya akan kecil, sebaliknya, jika pulley berputar ke kanan, maka nilai yang terrecord jumlahnya akan bertambah dari nilai minimum sesuai dengan perubahan dari posisi sudut R. Kelebihan dan kekurangan AWLR ini diantaranya resolusi ketinggian yang dapat diamati 1 mm. Mekanik sensor pelampung dan pemberat dapat dibuat dengan menggunakan bahan yang mudah didapat di Indonesia. Untuk bahan pelampung dibuat dari Dop PVC 4 inci, sedangkan bandul pemberat berasal dari bandul lot yang pada umumnya digunakan water pass untuk bangunan. Tali nilon yang digunakan adalah nilon string raket. Kelebihan lainnya adalah catu daya yang dibutuhkan cukup menggunakan aki kering 12 V dengan kapasitas 4 A, dapat bertahan hingga 14-20 hari. Kertas pias yang dibutuhkan tidak khusus, dan dapat diganti kapan saja termasuk pada saat kalkulator sedang merecord, sehingga tidak ada kekawatiran data hilang pada saat pergantian kertas. Kertas yang digunakan untuk mencetak harganya cukup ekonomis (Rp. 3000,-). Kebutuhan data untuk analisis Hidrograph, dapat diperoleh dari nilai yang tercetak pada kalkulator printing dalam 10 menit sekali. Hal ini kurang efisien jika dalam satu hari tidak terdapat perubahan tinggi muka air, maka kertas yang terpakai cukup panjang dan angka yang tercetak pada kertas tersebut nilainya sama. Hal inilah yang menjadi pertimbangan pada saat penentuan waktu pencetakan, agar lebih efisien, waktu
25
pencetakan dapat didesaint secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan. Kelemahan dari AWLR salah satunya pelampung alat ukur permukaan air harus dilindungi terhadap gelombang dan aliran dengan sumur pengamatan. Konstruksi pembuatan sumur penenang di lapangan masih mahal.
V.
KESIMPULAN
AWLR (Automatic Water Level Recording) dengan basis kalkulator printing dapat dibuat dengan menggunakan bahanbahan yang mudah didapat, sehingga diharapkan penelitian dibidang hidrologi tidak lagi mengalami hambatan. Dengan menggunakan pulley ø = 9.55 cm, dapat mengukur ketinggian 12-3012 mm, dengan resolusi 1 mm. Kalkulator printing dapat dimanfaatkan dan dikendalikan oleh perangkat elektronik, sehingga angka yang tercetak dapat sebanding dengan nilai R (Resistansinya).
VI.
SARAN
Diharapkan adanya penelitian lanjutan mengenai besarnya gaya gesek yang dihasilkan antara pulley dengan bahan nylon yang digunakan pada AWLR. AWLR dapat terus berkembang dengan menggunakan sistem monitoring berbasis PC atau PDA, karena data dapat disimpan secara real time pada memori elektronik, dan dapat dipantau secara langsung melalui monitor tanpa harus menunggu data hasil printing.
26
VII.
DAFTAR PUSTAKA
Mori, Kiyotoka. 2003. Manual on Hydrology. Takeda, Kensaku (Ed). PT Pradnya Paramita. Jakarta. Linsley, Ray K. Max A K. Paulhus JLH. 1996. Hydrology For Engineers (Third Edition). PT Gelora Aksara Pratama. Jakarta Sutrisno, 1985. Elektronika Teori Dasar dan Penerapannya. Jilid 1. Institut Teknologi Bandung. Bandung Http://www.fairchildsemi/datasheet4017.hmt http://www.otthydrometry.de/web/ott_de.nsf/id/pa_se200_og _d.html http://www.rickly.com/sm/FloatType/WaterLevelRecorders.htm http://www.rickly.com/sm/Float-Type/FloatType.htm http://www.rickly.com/sm/FloatType/Float%20Gage.htm http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis .
27
LAMPIRAN
28
29
Lampiran 1
17
Lampiran 2 Tabel 1. Hasil perhitungan massa jenis benda
Massa jenis Benda t
m (g)
ת
r
R2
v (cm)
p(g / cm3)
Posisi
Keterangan
Pelampung 1
7.6
814.48
3.14
6
36
859.104
0.948058
Pp1 < Pa
Terapung
Pelampung 2
11
164.28
3.14
2.35
5.5225
190.7472
0.861245
Pp1 < Pa
Terapung
Pemberat 6 235.9 Massa jenis air (Pa) = 1 g / m3 Keterangan :
3.14
2.15
4.6225
29.0293
8.126272
Pp > Pa
Tenggelam
Benda
m • Massa jenis benda (ρ) = V m pelampung
• Massa jenis pelampung (ρ) = o Vol.Silinder
V pelampung
= π. r2. t
m pemberat • Massa jenis pemberat (ρ) o Vol. Kerucut
=
= 1/3. π. r2. t
V pemberat
18
Lampiran 3 Tabel 2. R(K) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Hasil Simulasi nilai R dan C untuk mendapatkan tundaan waktu R(ohm) C(nF) C(F) Ta fa Tsl 10000 470 4.7E-07 0.02068 48.3559 0.02068 20000 470 4.7E-07 0.04136 24.17795 0.04136 30000 470 4.7E-07 0.06204 16.11863 0.06204 40000 470 4.7E-07 0.08272 12.08897 0.08272 50000 470 4.7E-07 0.1034 9.67118 0.1034 60000 470 4.7E-07 0.12408 8.059317 0.12408 70000 470 4.7E-07 0.14476 6.907986 0.14476 80000 470 4.7E-07 0.16544 6.044487 0.16544 90000 470 4.7E-07 0.18612 5.372878 0.18612 100000 470 4.7E-07 0.2068 4.83559 0.2068 110000 470 4.7E-07 0.22748 4.395991 0.22748
Untuk mendapatkan tundaan waktu 8 menitan harus memanfaatkan R = 110 KΩ C = 470 dengan memanfaatkan Q11.
Q1 0.04136 0.08272 0.12408 0.16544 0.2068 0.24816 0.28952 0.33088 0.37224 0.4136 0.45496
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Q13
Q14
0.08272 0.16544 0.24816 0.33088 0.4136 0.49632 0.57904 0.66176 0.74448 0.8272 0.90992
0.16544 0.33088 0.49632 0.66176 0.8272 0.99264 1.15808 1.32352 1.48896 1.6544 1.81984
0.33088 0.66176 0.99264 1.32352 1.6544 1.98528 2.31616 2.64704 2.97792 3.3088 3.63968
0.66176 1.32352 1.98528 2.64704 3.3088 3.97056 4.63232 5.29408 5.95584 6.6176 7.27936
1.32352 2.64704 3.97056 5.29408 6.6176 7.94112 9.26464 10.58816 11.91168 13.2352 14.55872
2.64704 5.29408 7.94112 10.58816 13.2352 15.88224 18.52928 21.17632 23.82336 26.4704 29.11744
5.29408 10.58816 15.88224 21.17632 26.4704 31.76448 37.05856 42.35264 47.64672 52.9408 58.23488
10.58816 21.17632 31.76448 42.35264 52.9408 63.52896 74.11712 84.70528 95.29344 105.8816 116.4698
21.17632 42.35264 63.52896 84.70528 105.8816 127.0579 148.2342 169.4106 190.5869 211.7632 232.9395
42.35264 84.70528 127.0579 169.4106 211.7632 254.1158 296.4685 338.8211 381.1738 423.5264 465.879
84.70528 169.41056 254.11584 338.82112 423.5264 508.23168 592.93696 677.64224 762.34752 847.0528 931.75808
169.4106 338.8211 508.2317 677.6422 847.0528 1016.463 1185.874 1355.284 1524.695 1694.106 1863.516
338.8211 677.6422 1016.463 1355.284 1694.106 2032.927 2371.748 2710.569 3049.39 3388.211 3727.032
19
Lampiran 4 Contoh Produsen Pembuat AWLR Jenis Sensor Pengukur TMA No
Negara
Nama Perusahaan Pelampung Tekanan Bubble
1
English
Rickly Hydrological Company
√
2
Germany
OTT Hydrometrie
√
3
Canada
Canada
√
√
√
Metode Perekaman
Flat Tape
Ultrasonic
Kertas Pias
√
√
√
Elektronik
√
20
Lampiran 5 Grafik Tinggi Muka Air di Unit Usaha Rejosari PTPN VII Kec. Natar Lampung Tinggi muka air Bulan Maret 2006
Tinggi muka air Bulan Februari 2006
60 120.0
CH
Data AWLR
CH
Data AWLR
50
100.0
40
TMA
TMA
80.0 60.0
30 20
40.0
10
20.0
0
0.0 31-Jan
4-Feb
8-Feb
12-Feb
16-Feb
20-Feb
24-Feb
1 maret
28-Feb
5 maret
9 maret
13 maret
25 maret
29 maret
AWLR
45.00 40.00
CH
AWLR
35.00 30.00 T MA
TMA
CH
21 maret
Tinggi Muka Air Bulan Mei 2006
Tinggi Muka Air Bulan April 2006
100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 1-Apr
17 maret
Tanggal
Tanggal
25.00 20.00 15.00 10.00 5.00
5-Apr
9-Apr
13-Apr
17-Apr
Tanggal
21-Apr
25-Apr
29-Apr
0.00 1 mei 2006
6 mei 2006
11 mei 2006
16 mei 2006
21 mei 2006
26 mei 2006
31 mei 200
Tanggal
21
