LAPORAN PENELITIAN
ALAT UKUR SEDIMEN BERBASIS ATMEGA 8535 OLEH :
Ir. Edy Susilo, MT Andi Kurniawan Nugroho, ST, MT Ir. Diah Setiati Budiningrum, MT
Dibiayai oleh Universitas Semarang Nomor : 420 / USM.H8/L/2012
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEMARANG Januari 2013 1
HALAMAN PENGESAHAN 1. Judul 2. Bidang Ilmu penelitian 3. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap b. Jenis Kelamin c. NIS d. Pangkat/golongan e. Jabatan c. Fakultas/Jurusan d. Universitas
: Alat Ukur Sedimen berbasis ATMEGA 8535 : Penerapan IPTEK
4. Anggota Pelaksana
: 2 Orang 1. Andi Kurniawan Nugroho, ST, MT 2. Ir. Diah Setiati Budiningrum, MT : Laboratorium Pengaliran USM : 3 Bulan : Rp. 2.500.000
5. Lokasi Penelitian 6. Waktu Penelitian 6. Biaya
: Ir. Edy Susilo : Laki-laki : 06557003102016 : Lektor / IIIc : Kepala Laboratorium Pengaliran : Teknik / Teknik Sipil : Universitas Semarang
Semarang , Oktober 2012 Ketua Pelaksana PKM
Mengetahui Dekan Fakultas teknik
( Ir. Supoyo, MT ) NIS : 0655 7003102026
(Ir. Edy Susilo) NIS : 06557003102016
Menyetujui, Ketua LPPM Universitas Semarang
( Dr. Wyati Saddewisasi, SE, MSi ) NIP. 196001191987032001
2
LEMBAR REVIEWER 1. Judul Penelitian
: Alat Ukur Sedimen berbasis ATMEGA 8535
2. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap
: Ir. Edy Susilo, MT
b. Jenis Kelamin
: Laki - Laki
c. NIS
: 06557003102016
d. Pangkat / Gol
: Lektor / IIIc
e. Jabatan
: Kepala Laboratorium Pengaliran
f. Fakultas/ Jurusan
: Teknik / Teknik Sipil
g. Univ/Akademi/Sekolah Tinggi : Universitas Semarang
3. Jumlah Anggota
: 2 Orang 1. Andi Kurniawan Nugroho, ST, MT 2. Ir. Diah Setiati Budiningrum, MT
4. Waktu Pelaksanaan
: 3 (tiga) Bulan
5. Tempat Pengabdian
: Laboratorium Pengaliran USM
Semarang,
Oktober 2012
Menyetujui, Reviewer
( Dr. Supari, ST , MT ) NIS. 06557003102032
Ketua Peneliti
(Ir. Edy Susilo, MT ) NIS. 06557003102016
3
ABSTRAK Alat Ukur Sedimen berbasis ATMEGA 8535 Oleh : Edy Susilo, Andi Kurniawan Nugroho, Diah Setiati Budiningrum
Alat Ukur Sedimen berbasis ATMEGA 8535 bekerja berdasrkan pemancaran gelombang inframerah yang dilewatkan melalui prtikel sedimen layang dan ditangkap oleh sensor. Terhalangnya gelombang inframerah oleh partikel sedimen akan mengurangi intensitas gelombang yang ditangkap oleh sensor. Dengan demikian intensitas gelombang yang ditangkap oleh sensor menunjukkan konsentrasi sedimen layang yang ada dalam larutan. Korelasi antara konsentrasi sedimen dengan nilai yang terbaca oleh ADC (Analog to Digital Converter) dinyatakan oleh persamaan regresi y = 0.121x - 12.70 dengan nilai koesien korelasi sebesar R2 = 0,941 atau r = 0,970 menunjukkan hubungan yang sangat kuat. Nilai indeks perbedaan antara observasi sedimen hasil observasi (pengukuran) dan hasil pembacaan alat sebesar 15,41% menunjukkan masih dapat diterima Alat Ukur Sedimen ini baru dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi sedimen layang di dalam air statis. Karena itu diperlukan penelitian lanjut untuk melkaukan pengembangan alat agar dapat digunakan untuk pengukuran konsentrasi sedimen di dalam aliran air yang bergerak. Kata Kunci : Sedimen, konsentrasi,ADC, ATMEGA8535,regresi
4
DAFTAR ISI Cover ............................................................................................................................... 1 Halaman Pengesahan ...................................................................................................... 2 Lembar Reviewer ........................................................................................................... 3 Abstrak ........................................................................................................................... 4 Daftar Isi ......................................................................................................................... 5 Daftar Gambar ................................................................................................................ 6 Daftar Tabel .................................................................................................................... 7 Bab I Pendahuluan ......................................................................................................... 8 1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 8 1.2 Perumusan Masalah dan Ruang Lingkup ........................................................ 9 Bab II. Tinjauan Pustaka ............................................................................................. 10 2.1 Proses Pembentukan Sedimen ........................................................................ 10 2.2 Metoda Perhitungan Sedimen Konvensional .................................................. 18 2.3 Metoda Perhitungan Sedimen Digital.............................................................. 25 2.3.1. Prosesor AVR ATMEGA8535.............................................................. 25 2.3.2. Arsitektur ATMEGA8535..................................................................... 25 2.3.3. Konfigurasi Pin ATMEGA8535............................................................ 26 Bab III. Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................................ 28 3.1 Tujuan Penelitian............................................................................................. 28 3.2 Manfaat Penelitian........................................................................................... 28 Bab IV. Metoda Pelaksanaan ...................................................................................... 29 4.1 Pembuatan Konsentrasi Sedimen .................................................................... 29 4.2 Rangkaian Alat ................................................................................................. 29 Bab V. Hasil dan Pembahasan .................................................................................... 31 5.1 Alat Ukur Sedimen ......................................................................................... 31 5.1.1 Rangkaian Alat ...................................................................................... 31 5.1.2 Pembuatan Program................................................................................ 32 5.2 Persamaan Regresi........................................................................................... 36 Bab VI. Kesimpulan dan Saran ................................................................................... 40 4.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 40 4.2 Saran ................................................................................................................ 40 Daftar Pustaka ................................................................................................................ 41 Lampiran ........................................................................................................................ 42
5
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin ATMEGA8535................................................................ 26 Gambar 4.1. Bagan Mekanisme alat ukur sedimen ....................................................... 30 Gambar 5.1. Sistem Minimum ATMEGA8535 ............................................................ 31 Gambar 5.2. Rangkaian sensor dan penampil LCD ...................................................... 32 Gambar 5.3. Hubungan konsentrasi sedimen dengan nilai ADC ................................... 37
6
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Prosentase sedimen dasar menurut Borland dan Maddock ............................ 22 Tabel 5.1. Hasil Pembacaan ADC ................................................................................. 36 Tabel 5.2. Pembacaan dengan alat dan nilai observasi yang didapat ............................. 39
7
BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Terjadinya muatan sedimen diawali dengan pelepasan partikel tunggal dari massa tanah dan selanjutnya pengangkutan oleh media yang erosif seperti aliran air dan angin. Partikel-partikel tanah yang sudah hancur tersebut selanjutnya dibawa oleh aliran permukaan kedalam saluran hingga menuju alur sungai. Aliran permukaan dalam perjalanannya menuju saluran juga akan mengikis permukaan tanah. Sesampainya di sungai, partikel-partikel tanah yang selanjutnya disebut sebagai muatan sedimen ini bergerak di dalam aliran menuju muara sungai berupa waduk, danau atau laut. Sedimen layang (Suspended Load) adalah sedimen yang bergerak melayang diatas dasar sungai terbawa bersama aliran air. Konsentrasi sedimen layang yang terbawa aliran sangat dipengaruhi oleh laju erosi lahan di bagian hulu daerah aliran sungainya, pada daerah hilir keberadaan sedimen layang akan menimbulkan dampak negatif seperti penurunan kualitas air, pendangkalan sungai, pengurangan kapasitas waduk, pendangkaslan muara sungai, dan lain sebagainya. Besar kecilnya debit sedimen layang juga dapat digunakan sebagai tolok ukur adanya kerusakan pada suatu Daerah Pengaliran Sungai (DPS). Akurasi alat ukur sedimen sangat penting karena akan berpengaruh pada prediksi jumlah sedimen yang akan diendapkan. Selama ini pengukuran sedimen layang dilakukan secara manual dengan menggunakan alat pengambil sampel sedimen yang selanjutnya dilakukan pemanasan hingga didapat berat partikel sedimen yang ada dalam larutan dan konsentrasinya. Kelemahan pengukuran sedimen layang dengan cara manual semacam ini antara lain: 1. Pengukuran tidak dapat dilakukan secara menerus (longterm) sehingga data yang didapat hanya pada saat dilakukan pengukuran
8
2. Sangat sulit dilakukan pada kondisi banjir besar, padahal pada saat itu justru pengangkutan sedimen oleh aliran air sangat besar. 3. “Human Error” sangat tinggi pada setiap langkah proses kegiatan pengukuran sampai mendapatkan hasil. 4. Pengukuran yang dilakukan semestinya merupakan hasil pengukuran sebuah titik pada sebuah bidang, padahal di dalam aliran air penyebaran sedimen tidak merata. Untuk mengeliminasi kesalahan dan kekurangan seperti tersebut diatas diperlukan sebuah alat pengukur sedimen digital yang bekerja berdasarkan pembacaan sensor dan dapat bekerja secara menerus.
1.2. PERUMUSAN MASALAH DAN RUANG LINGKUP Berdasarkan latar belakang dapat dibuat beberapa rumusan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana mendapatkan data acuan untuk mengetahui besaran nilai regresi yang akan dihasilkan dari percobaan pencampuran berat tanah dengan volume air yang diberikan sehingga akan menjadi acuan untuk melakukan validasi alat ukur yang dibuat. 2. Seberapa presisi alat ukur sedimentasi transport yang dibuat sehingga dapat dimanfaatkan dalam penentuan besarnya nilai sedimentasi transport yang terjadi dalam aliran air sungai. Ruang lingkup pada penelitian ini adalah : 1. Percobaan pencampuran berat tanah dengan volume air yang diujicobakan sehingga akan menentukan besarnya ppm ( part per millions ). 2. Pembuatan
alat
ukur
sedimentasi
transport
menggunakan
IC
Mikrokontroller 8535 sebagai proses pengubahan data analog ke digital. 3. Penelitian yang dilakukan diujicobakan dalam skala labolatorium Pengairan Universitas Semarang
9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
PROSES PEMBENTUKAN SEDIMEN Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari sedimen atau endapan .
Sedangkan sedimen atau endapan pada umumnya diartikan sebagai hasil dari proses pelapukan terhadap suatu tubuh batuan, yang kemudian mengalami erosi, tertansportasi oleh air, angin, dll, dan pada akhirnya terendapkan atau tersedimentasikan. Sedimentasi adalah suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh media air, angin, es, atau gletser di suatu cekungan. Sedangkan batuan sedimen adalah suatu batuan yang terbentuk dari hasil proses sedimentasi, baik secara mekanik , kimia dan organik. a. Secara mekanik Terbentuk dari akumulasi mineral-mineral dan fragmen-fragmen batuan. Faktor-faktor yang penting antara lain : Sumber material batuan sedimen : Sifat dan komposisi batuan sedimen sangat dipengaruhi oleh material-material asalnya. Komposisi mineral-mineral batuan sedimen dapat menentukan waktu dan jarak transportasi, tergantung dari prosentasi mineral-mineral stabil dan nonstabil. · Lingkungan pengendapan : Secara umum lingkungan pengendapan dibedakan dalam tiga bagian yaitu: Lingkungan Pengendapan Darat, Transisi dan Laut. Ketiga lingkungan pengendapan ini, dimana batuan yang dibedakannya masing-masing mempunyai sifat dan ciri-ciri tertentu.
10
· Pengangkutan (transportasi) : Media transportasi dapat berupa air, angin maupun es, namun yang memiliki peranan yang paling besar dalam sedimentasi adalah media air. Selama transportasi berlangsung, terjadi perubahan terutama sifat fisik material-material sedimen seperti ukuran bentuk dan roundness. Dengan adanya pemilahan dan pengikisan terhadap butir-butir sedimen akan memberi berbagai macam bentuk dan sifat terhadap batuam sedimen. · Pengendapan : Pengendapan terjadi bilamana arus/gaya mulai menurun hingga berada di bawah titik daya angkutnya. Ini biasa terjadi pada cekungan-cekungan, laut, muara sungai, dll. · Kompaksi : Kompaksi terjadi karena adanya gaya berat/grafitasi dari material-material sedimen sendiri, sehingga volume menjadi berkurang dan cairan yang mengisi poripori akan bermigrasi ke atas. · Lithifikasi dan Sementasi : Bila kompaksi meningkat terus menerus akan terjadi pengerasan terhadap material-material sedimen. Sehingga meningkat ke proses pembatuan (lithifikasi), yang disertai dengan sementasi dimana material-material semen terikat oleh unsurunsur/mineral yang mengisi pori-pori antara butir sedimen. · Replacement dan Rekristalisasi : Proses replacement adalah proses penggantian mineral oleh pelarutanpelarutan kimia hingga terjadi mineral baru. Rekristalisasi adalah perubahan atau pengkristalan kembali mineral-mineral dalam batuan sedimen, akibat pengaruh temperatur dan tekanan yang relatif rendah.
11
· Diagenesis : Diagenesis adalah perubahan yang terjadi setelah pengendapan berlangsung, baik tekstur maupun komposisi mineral sedimen yang disebabkan oleh kimia dan fisika. b. Secara Kimia dan Organik Terbentuk oleh proses-proses kimia dan kegiatan organisme atau akumulasi dari sisa skeleton organisme. Sedimen kimia dan organik dapat terjadi pada kondisi darat, transisi, dan lautan, seperti halnya dengan sedimen mekanik. Masing-masing lingkungan sedimen dicirikan oleh paket tertentu fisik, kimia, dan biologis parameter yang beroperasi untuk menghasilkan tubuh tertentu sedimemen dicirikan oleh tekstur, struktur, dan komposisi properti. Kita mengacu kepada badan-badan khusus seperti endapan dari batuan sedimen sebagai bentuk. Istilah bentuk mengacu pada unit stratigrafik dibedakan oleh lithologic, struktural, dan karakteristik organik terdeteksi di lapangan. Sebuah bentuk sedimen dengan demikian unit batu itu, karena deposisi dalam lingkungan tertentu, memiliki pengaturan karakteristik properti. Lithofacies dibedakan oleh ciri-ciri fisik seperti warna, lithology, tekstur, dan struktur sedimen. Biogfacies didefinisikan pada karakteristik palentologic dasar. Inti penekanan adalah bahwa lingkungan depositional menghasilkan bentuk sedimen. Karakteristik properti dari bentuk sedimen yang pada gilirannya merupakan refleksi dari kondisi lingkungan deposional. Stratigrafi adalah studi batuan untuk menentukan urutan dan waktu kejadian dalam sejarah bumi. Dua subjek yang dapat dibahas untuk membentuk rangkaian kesatuan skala pengamatan dan interpretasi. Studi proses dan produk sedimen memperkenankan kita menginterpretasi dinamika lingkungan pengendapan. Rekaman-rekaman proses ini di dalam batuan sedimen memperkenankan kita menginterpretasikan batuan ke dalam lingkungan tertentu. Untuk menentukan perubahan lateral dan temporer di dalam lingkungan masa lampau ini, diperlukan kerangka kerja kronologi. Ilmu bumi secara tradisional telah dibagi kedalam sub-disiplin ilmu yang terfokus pada aspek-aspek geologi seperti paleontologi, geofisika, mineralogi, 12
petrologi, geokimia, dan sebagainya. Di dalam tiap sub-disiplin ilmu ini, ilmu pengetahuan telah dikembangkan sebagai teknik analitik baru yang telah diaplikasikan dan dikembangkannya teori-teori inovatif. Diwaktu yang sama karena kemajuan-kemajuan di lapangan, maka diperkenalkannya integrasi kombinasi ideide dan keahlian dari berbagai disiplin ilmu yang berbeda-beda. Geologi adalah ilmu multidisiplin yang sangat baik dipahami jika aspek-aspek berbeda terlihat berhubungan antara satu dengan lainnya. Sedimentologi perhatiannya tertuju pada pembentukan batuan sedimen. Kemudian batuan sedimen dibahas hubungan waktu dan ruangnya dalam rangkaian stratigrafi di dalam cekungan-cekungan sedimen. Tektonik lempeng, petrologi dan paleontologi adalah topik tambahan. Metode-metode yang digunakan oleh sedimentologists untuk mengumpulkan data dan bukti pada sifat dan kondisi depositional batuan sedimen meliputi;
Mengukur dan menggambarkan singkapan dan distribusi unit batu; o
Menggambarkan formasi batuan, proses formal mendokumentasikan ketebalan, lithology, singkapan, distribusi, hubungan kontak formasi lain
o
Pemetaan distribusi unit batu, atau unit
Deskripsi batuan inti (dibor dan diambil dari sumur eksplorasi selama hidrokarbon)
Sequence stratigraphy o
Menjelaskan perkembangan unit batu dalam baskom
Menggambarkan lithology dari batu; o
Petrologi dan petrography; khususnya pengukuran tekstur, ukuran butir, bentuk butiran (kebulatan, pembulatan, dll), pemilahan dan komposisi sedimen
Menganalisis geokimia dari batu Geokimia isotop, termasuk penggunaan penanggalan radiometrik, untuk
menentukan usia batu, dan kemiripan dengan daerah sumber. Sedimen yang di jumpai di dasar lautan dapat berasal dari beberapa sumber yang dibedakan menjadi empat yaitu :
13
1. Lithougenus sedimen yaitu sedimen yang berasal dari erosi pantai dan material hasil erosi daerah up land. Material ini dapat sampai ke dasar laut melalui proses mekanik, yaitu tertransport oleh arus sungai dan atau arus laut dan akan terendapkan jika energi tertransforkan telah melemah. 2. Biogeneuos sedimen yaitu sedimen yang bersumber dari sisa-sisa organisme yang hidup seperti cangkang dan rangka biota laut serta bahan-bahan organik yang mengalami dekomposisi. 3. Hidreogenous sedimen yaitu sedimen yang terbentuk karena adanya reaksi kimia di dalam air laut dan membentuk partikel yang tidak larut dalam air laut sehingga akan tenggelam ke dasar laut, sebagai contoh dan sedimen jenis ini adalah magnetit, phosphorit dan glaukonit. 4. Cosmogerous sedimen yaitu sedimen yang berasal dari berbagai sumber dan masuk ke laut melalui jalur media udara/angin. Sedimen jenis ini dapat bersumber dari luar angkasa, aktifitas gunung api atau berbagai partikel darat yang terbawa angin. Material yang berasal dari luar angkasa merupakan sisa-sisa meteorik yang meledak di atmosfir dan jatuh di laut. Sedimen yang berasal dari letusan gunung berapi dapat berukuran halus berupa debu volkanik, atau berupa fragmen-fragmen aglomerat. Sedangkan sedimen yang berasal dari partikel di darat dan terbawa angin banyak terjadi pada daerah kering dimana proses eolian dominan namun demikian dapat juga terjadi pada daerah subtropis saat musim kering dan angin bertiup kuat. Dalam hal ini umumnya sedimen tidak dalam jumlah yang dominan dibandingkan sumber-sumber yang lain. Dalam suatu proses sedimentasi, zat-zat yang masuk ke laut berakhir menjadi sedimen. Dalam hal ini zat yang ada terlibat proses biologi dan kimia yang terjadi sepanjang kedalaman laut. Sebelum mencapai dasar laut dan menjadi sedimen, zat tersebut melayang-layang di dalam laut. Setelah mencapai dasar lautpun, sedimen tidak diam tetapi sedimen akan terganggu ketika hewan laut dalam mencari makan. Sebagian sedimen mengalami erosi dan tersuspensi kembali oleh arus bawah sebelum kemudian jatuh kembali dan tertimbun. Terjadi reaksi kimia antara butir-butir mineral dan air laut sepanjang perjalannya ke dasar laut dan reaksi tetap berlangsung penimbunan, yaitu ketika air laut terperangkap di antara butiran mineral. 14
Era oseanografi secara sistematis telah dimulai ketika HMS Challenger kembali ke Inggris pada tanggal 24 Mei 1876 membawa sampel, laporan, dan hasil pengukuran selama ekspedisi laut yang memakan waktu tiga tahun sembilan bulan. Anggota ilmuan yang selalu menyakinkan dunia tentang kemajuan ilmiah Challenger adalah John Murray, warga Kanada kelahiran Skotlandia. Sampelsampel yang dikumpulkan oleh Murray merupakan penyelidikan awal tentang sedimen laut dalam. Distribusi Sedimen Laut : Sedimen yang masuk ke dalam laut dapat terdistribusi pada : 1. Daerah perairan dangkal, seperti endapan yang terjadi pada paparan benua (Continental Shelf) dan lereng benua (Continental Slope). ‘Continental Slope’ adalah daerah yang mempunyai lereng lebih terjal dari continental shelf, kemiringannya anatara 3 – 6 %. 2. Daerah perairan dalam, seperti endapan yang terjadi pada laut dalam. Endapan Sedimen pada Perairan Dangkal : Pada umumnya ‘Glacial Continental Shelf’ dicirikan dengan susunan utamanya campuran antara pasir, kerikil, dan batu kerikil. Sedangkan ‘Non Glacial Continental Shelf’’ endapannya biasanya mengandung lumpur yang berasal dari sungai. Di tempat lain (continental shelf) dimana pada dasar laut gelombang dan arus cukup kuat, sehingga material batuan kasar dan kerikil biasanya akan diendapkan. Sebagian besar pada ‘Continental slope’ kemiringannya lebih terjal sehingga sedimen tidak akan terendapkan dengan ketebalan yang cukup tebal. Daerah yang miring pada permukaannya dicirikan berupa batuan dasar (bedrock) dan dilapisi dengan lapisan lanau halus dan lumpur. Kadang permukaan batuan dasarnya tertutupi juga oleh kerikil dan pasir.
15
Endapan Sedimen pada Perairan Laut Dalam Sedimen laut dalam dapat dibagi menjadi 2 yaitu Sedimen Terigen Pelagis dan Sedimen Biogenik Pelagis. 1. Sedimen Biogenik Pelagis Dengan menggunakan mikroskop terlihat bahwa sedimen biogenik terdiri atas berbagai struktur halus dan kompleks. Kebanyakan sedimen itu berupa sisa-sisa fitoplankton dan zooplankton laut. Karena umur organisme plankton hannya satu atau dua minggu, terjadi suatu bentuk ‘hujan’ sisa-sisa organisme plankton yang perlahan, tetapi kontinue di dalam kolam air untuk membentuk lapisan sedimen. Pembentukan sedimen ini tergantung pada beberapa faktor lokal seperti kimia air dan kedalaman serta jumlah produksi primer di permukaan air laut. Jadi, keberadan mikrofil dalam sedimen laut dapat digunakan untuk menentukan kedalaman air dan produktifitas permukaan laut pada zaman dulu. 2. Sedimen Terigen Pelagis Hampir semua sedimen Terigen di lingkungan pelagis terdiri atas materimateri yang berukuran sangat kecil. Ada dua cara materi tersebut sampai ke lingkungan pelagis. Pertama dengan bantuan arus turbiditas dan aliran grafitasi. Kedua melalui gerakan es yaitu materi glasial yang dibawa oleh bongkahan es ke laut lepas dan mencair. Bongkahan es besar yang mengapung, bongkahan es kecil dan pasir dapat ditemukan pada sedimen pelagis yang berjarak beberapa ratus kilometer dari daerah gletser atau tempat asalnya. Angin merupakan alat transportasi penting untuk memindahkan materi langsung ke laut. Lempung pelagis yang ada di laut dibawa terutama oleh tiupan angin (aeolian). Ukuran lempung ini Komponen utama debu yang terbawa angin adalah kuarsa dan mineral lempung. Pada skala global, jumlah masuknya materi Vulkanologi ke sedimen laut dalam adalah kecil. Letusan besar dapat mengeluarkan abu dan debu dalam jumlah yang banyak dengan ketinggian 15-50 km, dan partikel terkecil berukuran 1-<1µm>
16
Selain pengertian sedimen di atas ada pengertian lain tentang sedimen yaitu batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk oleh proses sedimentasi. Sedangkan sedimentasi adalah proses pengendapan sediemen oleh media air, angin, atau es pada suatu cekungan pengendapan pada kondisi P dan T tertentu. Dalam batuan sedimen dikenal dengan istillah tekstur dan struktur. Tekstur adalah suatu kenampakn yang berhubungan erat dengan ukuran, bentuk butir, dan susunan kompone mineral-mineral penyusunnya. Studi tekstur paling bagus dilakukan pada contoh batuan yang kecil atau asahan tipis. Struktur merupakan suatu kenampakan yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan keadaan energi pembentuknya. Pembentukannya dapat pada waktu atau sesaat setelah pengendapan. Struktur berhubungan dengan kenampakan batuan yang lebih besar, paling bagus diamati di lapangan misal pada perlapisan batuan. (Sugeng Widada : 2002).
Struktur Sedimen Struktur sedimen merupakan suatu kelainan dari perlapisan normal batuan
sedimen yang diakibatkan oleh proses pengendapan dan energi pembentuknya. Pembentukkannya dapat terjadi pada waktu pengendapan maupun segera setelah proses pengendapan. Pada batuan sedimen dikenal dua macam struktur, yaitu : Syngenetik : terbentuk bersamaan dengan terjadinya batuan sedimen, disebut juga sebagai struktur primer. Epigenetik : terbentuk setelah batuan tersebut terbentuk seperti kekar, sesar, dan lipatan. Pembagian struktur sedimen ada beberapa macam dan versi dari peneliti yang menganalisa dan mempelajari struktur sedimen, pembagian struktur sedimen Struktur Sedimen Primer: Struktur pada batuan sedimen yang terjadi pada saat proses sedimentasi sehingga dapat di gunakan untuk mengidentifikasi mekanisme pengendapan.
17
1. Struktur Sedimen Sekunder : struktur sedimen yang terjadi pada batuan sedimen pada saat sebelum dan sesudah proses sedimentasi yang juga dapat merefleksikan lingkungan pengendapan, keadaan dasar permukaan, lereng,dan kondisi permukaan. 2. Struktur Sedimen organik: Struktur sedimen yang terbentuk akibat dari proses organisme pada saat dan sesudah terjadi proses sedimentasi. 2.2.
METODA PENGHITUNGAN SEDIMEN KONVENSIONAL 1) Sedimen layang (Suspended Load ) Sedimen ini bergerak melayang di atas dasar saluran. Berat butir secara terus menerus dikompensasi oleh gerak turbulen aliran atau oleh aksi difusi dan aliran turbulen. Dengan data AWLR atau debit aliran sungai harian, maka debit sedimen rata-rata dalam jangka waktu tertentu yang masuk ke dalam waduk dapat dihitung dengan salah satu pendekatan berikut ini (Yang, C.T. 1996) : (1)
Bila data pengambilan sampel kurang dari jangka waktu perhitungan sedimen inflow maka debit sedimen harian dapat dihitung
berdasarkan
korelasinya
dengan
debit
aliran
dan
konsentrasi sedimen. Karena itu untuk mendapatkan debit sedimen diperlukan debit air dan konsentrasi sedimen yang dikandungnya pada debit tersebut di lokasi pos duga air. Dengan bantuan lengkung aliran (discharge rating curve), debit air dapat diketahui dengan cara mengukur tinggi muka air. Konsentrasi sedimen diperoleh dengan mengambil beberapa sampel sedimen . Dengan anggapan partikel-partikel sedimen layang diangkut dengan kecepatan sama dengan kecepatan sedimen, debit sedimen dapat dinyatakan sebagai hasil perkalian antara debit aliran dengan konsentrasi sedimen. Sehingga debit sedimen harian dinyatakan dengan persamaan :
18
Qs = k x c x Qw
(1)
Dimana : k
=
0,0864
c
=
konsentrasi sedimen ( mg/l )
Qw
=
debit air ( m3/detik )
Qs
=
debit sedimen ( ton/hari )
Dengan power regression untuk harga logaritma debit air (log Qw) dan logaritma debit sedimen (log Qs) diperoleh persamaan : Log Qs = log a + b log Qw Qs = a Qw
b
(2) (3)
Dimana : Qw
= debit aliran (m3/dt)
Qs
= debit sedimen (ton/hari)
a dan b adalah konstanta yang diperoleh dari persamaan regresi. Koefisien korelasi ( r ) menunjukkan kekuatan hubungan antara kedua besaran tersebut. Koefisien korelasi antara variabel bebas (x) dan variabel bergantung (y) didefinisikan sebagai rasio antara kovariansi sampel dengan variansi masing-masing variabel bebas (x) dan variabel bergantung (y) dan dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan (Suryadi P.A. 1980) : n
r ( x , y)
S xy SxSy
(x n
(x 1
r ( x , y)
i
x )( y i y)
1
n
i
x ) 2 . ( y i y) 2 1
n xy ( x )( y)
[n x 2 ( x ) 2 ].[n y 2 ( y) 2 ]
(4)
19
Dimana : x variabel bebas rata - rata y x y xi
variabel bergantung rata - rata variabel bebas variabel bergantung variabel x ke i
y i variabel y ke i n jumlah data r koefisien korelasi antara variabel x dan y
Dengan bentuk formula yang sama koefisien korelasi antara log Qw dan log Qs dapat diperoleh dengan rumus :
Bila harga r(log Qw, log Qs) mendekati + 1 berarti korelasi antara log Qw dan log Qs mendekati sempurna, tetapi sebaliknya bila harga r sangat jauh dari nilai + 1, hubungan antara kedua variabel tersebut sangat lemah.. Bila harga r positip dikatakan korelasi naik (meningkat), bila r negatip dikatakan korelasi turun (berkebalikan) dan bila harga r mendekati nol berarti hampir tidak ada korelasi diantara kedua variabel tersebut.
r(logQw, logQs)
n(logQw)(LogQs) ((logQw))((logQs))
[n(logQs)2 ((logQw))2 ].[n(logQs)2 ((logQs))2 ]
(5) Dengan debit sedimen harian rata-rata ini dapat dihitung inflow sedimen waduk rata-rata tahunan. (2)
Menggunakan grafik sediment rating curve (lengkung debit sedimen) dan grafik flow-duration curve (lengkung waktu aliran). Pada umumnya metoda ini paling sesuai bila pencatatan data cukup panjang, cukup data untuk debit aliran yang besar dan lengkung debit sedimen dari data
20
terlihat cukup menyebar. Debit sedimen tahunan dapat dinyatakan dengan rumus :
Qs = 31,56 x c x Qw
(6)
dimana : c
=
konsentrasi sedimen ( mg/l )
Qw
=
debit aliran ( m3/detik )
Qs
=
debit sedimen ( ton/tahun )
Selanjutnya dibuat grafik sediment rating cuerve (lengkung debit sedimen) dan grafik flow-duration curve (lengkung waktu aliran) dengan langkah-langkah berikut ini : a). Plotkan pengukuran sedimen layang (suspended load) terhadap debit air dari
hasil pengamatan sungai pada
kertas logaritma. Jika hasil dari plot titik-titik ini terlalu menyebar, untuk mendapatkan lengkung debit sedimen tunggal maka data seharusnya dikelompokkan menurut tipe aliran permukaan seperti aliran yang berdasarkan musim. b). Buat flow-duration curve (lengkung waktu aliran) selama periode waktu tertentu berdasarkan sediment rating cuerve (lengkung debit sedimen) yang menggunakan data pencatatan arus sungai. c). Buatlah tabel yang memuat interval waktu yang terlampaui (kolom 1), interval tengah (kolom 2) dan interval waktu (kolom 3) d). Masukkan harga debit aliran Qw (kolom 4) dan debit sedimen Qs (kolom 5) dengan menggunakan grafik flowduration curve (lengkung waktu aliran) dan grafik sediment rating cuerve (lengkung debit sedimen) sesuai harga interval tengah (kolom 2) 21
e). Hitung total debit aliran (kolom 6) dengan cara mengalikan kolom 3 dengan kolom 4 dan total debit sedimen (kolom 7) dengan cara mengalikan kolom 3 dengan kolom 5 f). Hitung debit rata-rata (m3/dt) dengan menjumlahkan kolom 6 dan debit sedimen tahunan rata-rata (ton/tahun) dengan menjumlahkan kolom 7. g). Untuk mendapatkan debit aliran tahunan rata-rata (m3/tahun), debit rata-rata dikalikan dengan 31.557.600 detik. h). Tambahkan sedimen dasar (bed load) dari hitungan yang menggunakan tabel Borland & Maddock atau rumus sedimen dasar yang lain.
2) Sedimen Dasar (bed load) Sedimen ini bergerak di dasar saluran dengan cara menggelinding (rolling), menggeser (sliding) dan meloncat (jumping). Pengukuran sedimen dasar (bed load) secara langsung sangat sulit dilakukan karena tidak ada prosedur yang standar. Di samping itu usaha-usaha penelitian yang intensif dalam masalah ini sangat kurang. Pengukuran sedimen dasar (bed load) biasanya dilakukan dengan pengambilan sampel dengan alat penangkap sedimen. Bila pengukuran sedimen dasar (bed load) tidak dilakukan, besarnya sedimen tersebut dapat diperkirakan dengan menggunakan tabel Borland dan Maddock (1951) yang tergantung pada konsentrasi dan gradasi butiran sedimen layang (suspended load) berupa clay, silt dan pasir.
22
Tabel 2.1.
Prosentase sedimen dasar menurut Borland dan
Maddock Konsentrasi
Jenis Bahan
Bahan Asal
Prosentase
Sed. Layang
Sed. Dasar
Sed. Layang
Sed. Dasar Terhadap Sed. Layang
Kecil
Pasir
1000 ppm ke bawah
Sama dengan
50%
bahan bed load Kerikil dan batu
Clay, silt dengan
5%
sedikit pasir Sedang
Pasir
Sama dengan
1000 - 7500 ppm Kerikil dan batu
10 – 20 %
bahan bed load Clay, silt, 25 %
5 – 10 %
pasir atau kurang Besar
Pasir
Sama dengan
7500 ppm ke atas
10 – 20 %
bahan bed load Kerikil dan batu
Clay, silt, 25 %
2–8%
pasir atau kurang
3) Total Sedimen Setiap partikel sedimen yang melewati penampang melintang sungai merupakan hasil pengikisan permukaan tanah di atasnya dan/atau badan sungai yang kemudian diangkut oleh aliran air. Einstein (1964) menambahkan, kecepatan angkutan sedimen tergantung pada kapasitas angkutan sedimen oleh arus dan ketersediaan pengangkutan
material sedimen
di
daerah dipengaruhi
aliran oleh
sungai.
Kapasitas
geometri,
lebar,
kedalaman, bentuk saluran, keliling basah, bentuk memanjang, kemiringan, vegetasi, kekasaran, laju penyebaran, turbulensi dan keseragaman debit. Ketersediaan material sedimen ditentukan oleh faktor topografi, geologi, jarak, intensitas, durasi hujan, cuaca, vegetasi, cara pengolahan tanah, tata guna lahan, jenis tanah, ukuran
23
dan bentuk partikel, berat jenis butiran, kecepatan mengendap, kohesi, permukaan tererosi, suplai sedimen oleh anak sungai dan sebagainya. Total sedimen dapat dibagi menjadi tiga macam : (1) Berdasarkan cara geraknya, total sedimen (LT) dapat diperoleh dengan menjumlahkan sedimen bed load (Lb) dan suspended load (Ls) (LT) = (Lb) + (Ls)
(7)
(2) Berdasarkan cara pengukuran, total sedimen merupakan jumlah dari sedimen hasil pengukuran (Lm) dan sedimen yang tidak terukur (Lu). Karena pengambilan sampel dilakukan mendekati 10 cm di atas permukaan bed load, sedimen hasil pengukuran hanya merupakan sebagian dari suspended load (Ls). Sedimen yang tidak terukur Lu) terdiri dari sedimen dasar ditambah sebagian suspended load (Ls). (LT) = (Lm) + (Lu)
(8)
(3) Berdasarkan sumbernya, total sedimen (LT) merupakan penjumlahan dari wash load (Lw) dan batas kapasitas bed material (Lbm). (LT) = (Lw) + (Lbm)
(9)
Indeks perbedaan didefinisikan sebagai rasio antara penyimpangan nilai pembacaan dengan alat dan nilai observasi yang didapat dengan pembuatan konsetrasi sedimen terhadap nilai observasinya, yang dinyatakan dengan persamaan : (Co – Cp) IP = │––––––––––––– │ x 100 % Co Dimana
:
Co
Konsentrasi observasi (%)
=
24
Cp
=
Konsentrasi pembacaan (%)
IP
=
indeks perbedaan (%)
Indeks perbedaan menjadi tolok ukur diterima atau tidaknya suatu model, dengan batasan sebagai berikut :
2.3.
Indeks perbedaan : IP < 10 %
baik
Indeks perbedaan : 10 % < IP < 20 %
dapat diterima
Indeks perbedaan : IP > 20 %
tidak baik
METODA PENGHITUNGAN SEDIMEN DIGITAL
2.3.1. Prosesor AVR ATMEGA 8535 Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer). Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATmega, dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periferal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki. ATmega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATmega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah.
25
2.3.2. Arsitektur ATmega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan. Fiturfitur tersebut antara lain: 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D 2. ADC (Analog to Digital Converter) dengan resolusi 10-bit sebanyak 8 saluran melalui Port A 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan 4. CPU yang terdiri atas 32 register 5. Watchdog Timer dengan osilator internal 6. SRAM sebesar 512 byte 7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write 8. Unit Interupsi Internal dan Eksternal 9. Port antarmuka SPI untuk mendownload program ke flash 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi 11. Antarmuka komparator analog 12. Port USART untuk komunikasi serial
2.3.3 Konfigurasi Pin ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, konfigurasi pin ATMega8535 dapat dilihat pada gambar 2.1.
26
Gambar.2.1 Konfigurasi Pin ATmega8535
Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega8535;
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya
GND merupakan pin ground
Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI
Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator
Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART
Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 4 MHz)
27
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah melakukan perencanaan dan pembuatan alat ukur konsentrasi sedimen.
3.2 MANFAAT PENELITIAN Penelitian “Alat Ukur Sedimen berbasis ATMEGA 8535” diharapkan dapat digunakan untuk melakukan pengukuran konsentrasi sedimen. Alat ini dapat dikembangkan untuk mengukur konsentrasi pengangkutan sedimen yang ada di dalam aliran sungai maupun saluran irigasi dengan hasil yang langsung diperoleh, lebih akurat, dan tanpa pengolahan data.
28
BAB IV METODA PELAKSANAAN
4.1.
PEMBUATAN KONSENTRASI SEDIMEN Sedimen yang akan digunakan sebagai sampel dibuat dengan langkah-langkah
sebagai berikut: 1.
Tanah sampel sedimen dikeringkan di dalam pengering selama 12 jam untuk menjamin tidak ada penambahan air ketika tanah tersebut dilarutkan
2.
Ditimbang beberapa sampel tanah dengan berat masing-masing 5 gram
3.
Tanah yang sudah ditimbang dilarutkan ke dalam 1 liter air sehingga diperoleh konsentrasi sedimen sebesar 5 gr/liter, 10 gr/liter, 15 gr/liter, dan seterusnya.
4.2.
RANGKAIAN ALAT Alat ukur sedimen dirangkai dan dibuat program. Alat yang akan digunakan
adalah IC ATMEGA 8535. Nilai yang dihasilkan akan dikonversi dari data gr/liter menjadi data ADC ( Analog to Digital Converter ) sehingga akan ditampilkan dalam display. Mekanisme pengukuran sedimen dengan menggunakan ATMEGA 8535 dalam bentuk bagan dapat diliohat sebagai berikut:
29
Infra Merah
Air
Tanah
ATMEGA 8535
LCD
LDR
Gambar 4.1 Bagan mekanisme alat ukur sedimen
30
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1.
ALAT UKUR SEDIMEN
5.1.1. Rangkaian Alat 1. Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA 8535
SISTEM MINIMUM C1 PORT B
22pF
X1 4MHz
C2 PORTD
22pF
VCC
R1
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
14 15 16 17 18 19 20 21
4k7
13 12 9
PB0/T0/XCK PB1/T1 PB2/AIN0/INT2 PB3/AIN1/OC0 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK PD0/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1 PD7/OC2
PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7 PC0/SCL PC1/SDA PC2 PC3 PC4 PC5 PC6/TOSC1 PC7/TOSC2
XTAL1 XTAL2 RESET
AREF AVCC
40 39 38 37 36 35 34 33
1 2 3 4 5 6 7 8
22 23 24 25 26 27 28 29
1 2 3 4 5 6 7 8
PORTA
PORTC
32 30
ATMEGA8535
C3 10uF
Gambar 5.1. Sistem Minimum ATMEGA8535 Rangkaian diatas terdiri dari : 1. IC Mikrokontroller ATMEGA8535 2. Sistem pembangkit detak 4 MHz 3. 4 Port ( Port A, Port B, Port C, Port D)
31
2. Rangkaian Sensor, dan penampil LCD VCC
LCD1 LM016L
C2 PORTD
22pF
VCC
R1
14 15 16 17 18 19 20 21
4k7
13 12 9
PD0/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1 PD7/OC2 XTAL1 XTAL2 RESET
PC0/SCL PC1/SDA PC2 PC3 PC4 PC5 PC6/TOSC1 PC7/TOSC2
AREF AVCC
40 39 38 37 36 35 34 33
R2
1.0
LDR1 LDR
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1 2 3 4 5 6 7 8
PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7
7 8 9 10 11 12 13 14
4MHz
PB0/T0/XCK PB1/T1 PB2/AIN0/INT2 PB3/AIN1/OC0 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK
RS RW E
X1
1 2 3 4 5 6 7 8
4 5 6
PORT B
22pF
1 2 3 4 5 6 7 8
VSS VDD VEE
C1
1k
1 2 3
SISTEM MINIMUM
22 23 24 25 26 27 28 29
32 30
ATMEGA8535
C3 10uF
Gambar 5.2. Rangkaian sensor dan penampil LCD
5.1.2. Pembuatan Program ***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V1.24.8d Professional Automatic Program Generator © Copyright 1998-2006 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 1/14/2013 Author : Andi Kurniawan Nugroho Company : Universitas Semarang Comments: Program Sediment Transport Berbasis ATMEGA 8535
32
Chip type
: ATmega8535
Program type
: Application
Clock frequency
: 4.000000 MHz
Memory model
: Small
External SRAM size : 0 Data Stack size
: 128
*****************************************************/ int Sedimen; char sed[8]; float sed_ppm; int Konsen; #include <mega8535.h> #include <stdlib.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> #include <math.h> // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm #include
#define ADC_VREF_TYPE 0x40 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE; // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); 33
ADCSRA|=0x10; return ADCW; } // Declare your global variables here char buf[33]; char buf1[33]; int count; float rumus; unsigned char kata[16]; void main(void) { PORTA=0x00; DDRA=0x00; PORTB=0x00; DDRB=0x00; PORTC=0x00; DDRC=0x00;
PORTD=0x00; DDRD=0x00; TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; 34
OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; TIMSK=0x00; ACSR=0x80; SFIOR=0x00; ADMUX=ADC_VREF_TYPE; ADCSRA=0x84; SFIOR&=0xEF; lcd_init(16); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Sedimen Digit"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("ADC"); delay_ms(1000); lcd_clear(); while (1) { // Place your code here Sedimen= read_adc(0); Konsen= 0.121*(Sedimen) - 12.70; lcd_gotoxy(0,0); sprintf (buf,"konstrasi= %d gr/l ",Konsen); lcd_puts(buf); delay_ms(100); 35
}; } Masukan sensor LDR merupakan masukan ADC(A0), dengan menggunakan adc internal , data masukan yang didapat dari sensor dikonversi dengan menggunakan tegangan referensi 5 volt yang ada di dalam mikrokontroller ATMEGA8535 dengan panjang bit sebesar 12 bit.
5.2.
PERSAMAAN REGRESI Persamaan regresi dimaksudkan untuk mendapatkan korelasi antara konsentrasi
sedimen dengan nilai ADC. Kekuatan hubungan dua parameter tersebut dapat dilihat dari nilai koefisien korelasi r. Bila nilai r mendekati 1 menunjukkan korelasi antar parameter tersebut sangat kuat dan bila jauh dari 1 menunjukkan korelasi yang lemah. Hasil pembacaan ADC untuk masing-masing konsentrasi adalah sebagai berikut: Tabel 5.1 Hasil Pembacaan ADC No.
Konsentrasi (gr/liter)
Pembacaan ADC
1
0
100
2
0.5
108
3
1
117
4
1.5
120
5
2
123
6
2.5
127
7
3
129
8
3.5
130
9
4
134
10
4.5
140
Setelah data konsentrasi sedimen dan nilai yang dirunjukkan ADC dari pembacaan LCD diplotkan pada grafik dengan program excel, akan diperoleh
36
persamaan regresi dan koefisien korelasinya sebagaimana dapat dilihat pada grafik berikut ini
ADC Gambar 5.3. Hubungan konsentrasi sedimen dengan nilai ADC
Dari grafik di atas dapat dibaca: 1) Persamaan regresi dalam bentuk linear hubungan antara konsentrasi sedimen dan nilai ADC adalah: y = 0.121x - 12.70 dimana: X
= nilai ADC
Y
= Konsentrasi sedimen (gr/liter)
2) Koefisien korelasi kedua parameter tersebut R2 = 0,941 atau r = 0,970 menunjukkan hubungan yang sangat kuat antara konsentrasi sedimen dengan nilai ADC.
37
Indeks perbedaan dalam penelitian pengukuran sedimen dapat dilihat pada tabel berikut ini. Tabel 5.2. Pembacaan dengan alat dan nilai observasi yang didapat Konsentrasi Observasi
Konsentrasi Pembacaan
Indeks Perbedaan
Co
Cp
IP (%)
1
0.50
0.368
26.40
2
1.00
1.457
45.70
3
1.50
1.82
21.33
4
2.00
2.183
9.15
5
2.50
2.667
6.68
6
3.00
2.909
3.03
7
3.50
3.03
13.43
8
4.00
3.514
12.15
9
4.50
4.24
5.78
10
1.50
1.699
13.27
11
2.50
1.82
27.20
12
2.00
1.941
2.95
13
1.50
1.699
13.27
No
Rata-rata IP
15.41 (%)
Dari hasil penguijian beberapa sampel dengan menggunakan alat ukur sedimen ini menunjukkan harga indeks perbedaan antara observasi dan pembacaan alat sebesar15,41 menunjukkan bahwa hasil pengukuran konsentrasi sedimen dengan menggunakan aklat ini masih dapat diterima (10 % < IP < 20 %).
38
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
6.1.KESIMPULAN Dari hasil pembuatan alat ukur sedimen berbasis ATMEGA 8535 dapat disimpulkan sebagai berikut: 1) Persamaan regresi hubungan antara konsentrasi sedimen dengan nilai ADC dinyatakan dengan persamaan linear y = 0.121x - 12.70 2) Nilai koesien korelasi antara dua parameter untuk persamaan regresi tersebut sebesar R2 = 0,941 atau r = 0,970 menunjukkan hubungan yang sangat kuat 3) Nilai indeks perbedaan antara observasi sedimen hasil pengukuran dan hasil pembacaan alat sebesar 15,41% menunjukkan masih dapat diterima.
6.2.SARAN Setelah berhasil dibuat alat pengukur konsentrasi sedimen berbasis ATMEGA 8535 disarankan alat ini dapat dikembangkan dapat untuk mengukur sedimen untuk aliran sehingga manfaatnya akan menjadi lebih besar dan dapat digunakan untuik keperluan praktis di lapangan sesuai kebutuhan.
39
Daftar Pustaka
Borland dan Maddock.( 1951), Congress on Large Dams. Linsley.(1972), Water-Resources Engineering, 2nd ed New York : McGraw-Hill. Suryadi P.A. (1980), Pendahuluan Teori Kemungkinan dan Statistika, Departemen Matematika ITB, Bandung. Yang, C.T (1996) . Sediment Transport Theory and Practice, Singapore : McGraw-Hill. Wardana, Lingga, (2006), Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535; Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Yogjakarta, Andi Offset.
40
LAMPIRAN Personil yang terlibat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Ketua Peneliti a. Nama Lengkap
: Ir. Edy Susilo, MT
b. Jenis Kelamin
: Laki-laki
c. NIS
: 06557003102016
d. Disiplin Ilmu
: Teknik Sipil
e. Pangkat/Gol.
: Penata Muda / IIIC
f. Jabatan Fungsional/ Struktural
: Lektor / Kepala Laboratorium Pengaliran
g. Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Sipil
h. Waktu Penelitian
: 3 jam / minggu Ketua Peneliti
( Ir. Edy Susilo, MT )
41
2. Anggota Peneliti Anggota 1 : a. Nama Lengkap
: Andi Kurniawan Nugroho, ST., MT.
b. Jenis Kelamin
: Laki-laki
c. NIP
: 06557003102076
d. Disiplin Ilmu
: Teknik Elektro
e. Pangkat/Gol.
: Penata / IIIC
f. Jabatan Fungsional/ Struktural
: Lektor/ Kepala Lab. Elektronika
g. Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Elektro
h. Waktu Penelitian
: 3 jam / minggu Anggota
( Andi Kurniawan N, ST,MT )
42
Anggota 2 : a. Nama Lengkap
: Ir.Diah Setyati Budiningrum, MT
b. Jenis Kelamin
: Perempuan
c. NIS
: 06557003102020
d. Disiplin Ilmu
: Teknik Sipil
e. Pangkat/Gol.
: ..Penata Muda TK. I / III B
f. Jabatan Fungsional/ Struktural
: .Asisten Ahli. / Kepala Lab. Mekanika Tanah
g. Fakultas / Jurusan
: Teknik / Teknik Sipil.
h. Waktu Penelitian
: 3 jam / minggu Anggota
( Ir. Diah Setiati Budiningrum, MT )
43
Photo Kegiatan Penelitian
44
45
