MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276 SKRIPSI VALENTINA SOPHIA MANULLANG

MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276

SKRIPSI

VALENTINA SOPHIA MANULLANG 110821008

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara

MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276

SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains


DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013


PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276 : SKRIPSI : VALENTINA SOPHIA MANULLANG : 110821008 : SARJANA (S1) FISIKA INSTRUMENTASI : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Oktober 2013

Diketahui/Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP.19551030198031003

Pembimbing,

Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc NIP. 196006031986011002


PERNYATAAN

MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276 SKRIPSI

Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan,

Oktober 2013



PENGHARGAAN

Puji dan Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Skripsi dalam waktu yang telah ditetapkan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian Laporan Skripsi ini dan memberikan panduan serta perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan Skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada ketua Departemen Fisika yaitu Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara, dan kepada semua dosen pengajar dan staf pegawai di Departemen Fisika FMIPA USU. Terima kasih juga kepada Bapak Joko Yulianto, S.Si yang telah membantu saya dalam menyelesaikan Laporan Skripsi ini. Terimakasih juga penulis ucapkan teristimewa kepada kedua orang tua penulis yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada teman penulis yang selalu memberikan doa dan membantu saya, kawan - kawan mahasiswa Fisika Ekstensi stambuk 2011, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Semoga kita semua tetap kompak dibawah balutan Ikatan Mahasiswa Instrumentasi (IMI). Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.


MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS 276

ABSTRAK

Hujan merupakan salah satu parameter cuaca yang diamati di lingkungan BMKG. Pengukurannya saat ini sudah dilakukan dengan alat otomatis, walaupun begitu masih banyak ditemui pengukuran yang dilakukan dengan alat konvensional di lapangan. Alat otomatis yang ada juga masih mahal maka diperlukan alat pengukur curah hujan yang handal dengan harga yang ekonomis (tekno-ekonomis). Alat ini bekerja menggunakan sensor magnet ATS276. Prinsipnya sama seperti switch yang lainnya, tiap tip yang terjadi, magnet bertemu maka switch akan on. Ketika on, switch akan memberi input ke rangkaian pengolah signal, lalu input tersebut diolah. Setelah diolah, hasil pengolahan datanya ditampilkan di monitor dan disimpan. Percobaan ini adalah memodifikasi sebuah alat pengukur curah hujan yang telah ada dengan mengganti sensor magnet yang lebih mudah penggunaannya. Sensor magnet sebagai penakar curah hujan menggunakan jenis tipping bucket dengan resolusi alat sebesar 0.5 mm. Alat ini akan menampilkan hasil pengukurannya serta menyimpan hasil pengukurannya di komputer. Hasil pengukuran yang dicapai dengan alat ini menghasilkan data dengan tingkat keakuratan sekitar 98%.

Kata Kunci : curah hujan, pengukur curah hujan, sensor magnet ATS 276


MODIFICATION OF AUTOMATIC RAIN GAUGE TYPE TIPPING BUCKET WITH HALL EFFECT SENSOR ATS276

ABSTRACT

Rain is one of the meteorological parameters were observed in the BMKG. Current measurement is done by an automated tool, although it is still commonly found measurements made with conventional tools in the field. Existing automatic tools are still expensive then needed rain gauges are reliable at an economical price (technoeconomic). It works using a magnetic sensor ATS276. The principle is the same as the other switches, each tip is happening, magnet meets the switch will be on. When on, the switch will provide input to the signal processing circuit, the input is processed. Once processed, the data processing results displayed on a monitor and stored. This experiment was modifying a rainfall gauge to replace existing magnetic sensor that is more easy to use. Magnetic sensors as graduated rainfall using a tipping bucket type tool with a resolution of 0.5 mm. This tool will display the measurement results and measurement results in a computer store. The measurement results were achieved with these tools produce data with about 98% accuracy rate.

Keywords: rainfall, rainfall gauges, magnetic sensors ATS 276


DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... i PERNYATAAN .......................................................................................................... ii PENGHARGAAN ...................................................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................................. iv DAFTAR ISI ............................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ..................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. ix

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Latar Belakang .................................................................................... 1 Batasan Masalah ................................................................................... 2 Tujuan Penelitian .................................................................................. 2 Manfaat Penelitian ................................................................................ 2 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................. 3 Alat dan Bahan ..................................................................................... 3 Metode Penelitian ................................................................................. 3 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Hujan .................................................................................................... 6 2.1.1 Pengertian Curah Hujan ........................................................... 6 2.1.2 Penakar Hujan ......................................................................... 8 2.2 Hall Effect Sensor .............................................................................. 13 2.3 Integrated Circuit ................................................................................ 15 2.3.1 Multivibrator / IC 4047 .......................................................... 15 2.3.2 Saklar Elektronik / IC 4066 ................................................... 17 2.4 Universal Serial Bus (USB) Port ........................................................ 19

BAB III SISTEM KERJA RANGKAIAN 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

Diagram Blok ..................................................................................... 22 Perancangan Sensor Penakar Hujan Otomatis Tipping Bucket ....... 223 Perancangan Rangkaian Sensor Hall Effect ....................................... 25 Perancangan Rangkaian Pengolah Sinyal Monostable....................... 26 Perancangan Rangkaian Saklar Elektronik ........................................ 27 Antarmuka / Interface ......................................................................... 28 Pembacaan Data di Komputer ............................................................ 31 Rancangan Penyajian Data Dalam Bentuk Tabel dan Grafik ............ 34 Rancangan Penyimpanan Data ke Hardisk ........................................ 36


BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Uji Perangkat Keras ............................................................................ 37 Uji Sensor Tipping Bucket ................................................................. 39 Pembuatan Perangkat Lunak / Software......................................... 3741 Penyimpanan Data .............................................................................. 46 Perbandingan engan Pengamatan Manual .......................................... 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 51 5.2 Saran ............................................................................................... 3751 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tingkatan Hujan Berdasarkan Intensitasnya 7 Tabel 2.2 Pengaturan Rangkaian Multivibrator pada IC 4047 17 Tabel 2.3 Fungsi Masing-Masing Pin Pada IC 4066 19 Tabel 4.1 Pengujian Sensor Tipping Bucket 41 Tabel 4.2 Katagori Hujan berdasarkan Intensitas Curah Hujan Tiap 1 jam 43 Tabel 4.3 Perbandingan Hasil Pengukuran Penakar Hujan Manual dan Otomatis 48


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penakar Hujan Obs Gambar 2.2 Penakar Hujan Hellman Gambar 2.3 Penakar Hujan Tipping Bucket Gambar 2.4 Cara kerja penakar hujan jenis Tipping Bucket Gambar 2.5 Prinsip kerja Hall Effect Sensor Gambar 2.6 Hall effect sensor tipe ATS 276 Gambar 2.7 Bentuk rangkaian pada hall effect latch sensor ATS 276 Gambar 2.8 Connection diagram IC 4066 Gambar 3.1 Blok Diagram Penakar Hujan Otomatis Tipe Tipping Bucket Gambar 3.2 Penakar Hujan Otomatis Sistem Jungkitan Gambar 3.3 Rangkaian pull up pada hall sensor Gambar 3.4 Pin pada IC 4047 Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Multivibrator Monostable Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Saklar Elektronik IC 4066 Gambar 3.7 Rangkaian USB Joypad Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Joypad Gambar 3.9 Diagram Alir Program Pembacaan Curah Hujan Gambar 4.1 Penakar Hujan Tipping Bucket Gambar 4.2 Tampilan Awal Program Perekam Data Hujan Gambar 4.3 Tampilan Total Curah Hujan Gambar 4.4 Tampilan Intensitas Curah Hujan Gambar 4.5 Tampilan Intensitas Curah Hujan Gambar 4.6 Tampilan Intensitas Curah Hujan Maksimum Gambar 4.7 Tampilan Grafik Intensitas Curah Hujan Gambar 4.8 Tampilan Tabel Curah Hujan Gambar 4.9 Data Yang Tersimpan di Dalam Komputer Gambar 4.10 Tampilan Data Yang Tersimpan Dalam Excel Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Pengamatan Curah Hujan Secara Otomatis Dengan Curah Hujan Manual / Observatorium

Halaman 9 10 10 12 14 14 15 18 22 24 25 26 27 29 30 31 32 39 41 42 43 44 44 45 46 46 47 49


MODIFIKASI PENAKAR HUJAN OTOMATIS TIPE TIPPING BUCKET DENGAN HALL EFFECT SENSOR ATS276 SKRIPSI VALENTINA SOPHIA MANULLANG

Recommend Documents