DESAIN ALAT UKUR TEKANAN ARUS AIR DAN ANALISIS LAJU MATERIAL DALAM AIR PADA SISTEM ALIRAN SUNGAI DENGAN METODE IMAGE PROCESSING

ABSTRACT

PRESSURE GAUGES DESIGN AND ANALYSIS OF WATER FLOW RATE OF MATERIAL IN WATER FLOWING RIVER SYSTEM WITH

IMAGE PROCESSING METHOD by

Juli Adi Prastyo

Abstract. It has been designed the measure of flow pressure and material system in the river analysis system used image processing method. The designing of this measurement system used to measure the flow pressure and material velocity in the river. This research used flexiforce sensor which have a function to measure the pressure of water flow. Image processing method is used to analysis the material in the water to know the sediment of material velocity. This method was done by 3 step equalization, smoothing and thresholding. Image processing application made by Delphi 7.0. The results in this research, was a pressure measurement system better to use in a range 1,31 atm to 9,16 atm and percentage of error about 5.329% pressure. For measurement of the material velocity, get an error measurement was 0.08 m/s.

DESAIN ALAT UKUR TEKANAN ARUS AIR DAN ANALISIS

LAJU MATERIAL DALAM AIR PADA SISTEM ALIRAN

SUNGAI DENGAN METODE IMAGE PROCESSING

Oleh

Juli Adi Prastyo

Abstrak. Telah dilakukan perancangan alat ukur tekanan arus air dan analisis laju material dalam air pada sistem aliran sungai dengan metode image processing menggunakan sensor flexiforce. Metode image processing digunakan untuk mengetahui laju material dalam air. Metode pengolahan citra dibuat dengan bantuan perangkat lunak Delphi 7.0 dan dilakukan dengan tiga tahapan pengolahan yaitu, ekualisasi (kontras warna), smoothing dan thresholding. Pada penelitian ini dihasilkan alat ukur tekanan yang bagus ketika digunakan pada range beban 1,31 atm - 9,16 atm dan presentase error tekanan sebesar 5,329%. Uji pengukuran laju material dengan laju aliran air, didapat nilai error pengukuran sebesar 0,08 m/s.

DESAIN ALAT UKUR TEKANAN ARUS AIR DAN ANALISIS LAJU MATERIAL DALAM AIR PADA SISTEM ALIRAN SUNGAI DENGAN

METODE IMAGE PROCESSING

Oleh

JULI ADI PRASTYO

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA SAINS

Pada Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2015

Material dalam Air pada Sistem Aliran Sungai dengan Metode Image Processing

Nama : Juli Adi Prastyo

NPM : 1017041031

Jurusan : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

MENYETUJUI, 1. Komisi Pembimbing

Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D.

NIP. 19710212 199512 1 001

Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T.

NIP. 19801010 200501 1 002

2. Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung

Dr. Yanti Yulianti, S.Si., M.Si.

MENGESAHKAN

1. Tim Pembimbing

Ketua : Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D ...

Sekertaris : Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. ...

Penguju

Buka Pembimbing : Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng. ...

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Prof. Suharso, Ph.D.

NIP. 19690530 199512 1 001

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi ini terdapat karya yang pernah dilakukan orang lain, dan sepanjang pengetahuan saya tidak ada karya atau pendapat ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana disebutkan dalam daftar pustaka. Selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.

Apabila pernyataan ini tidak benar maka saya bersedia dikenakan sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.

Bandar Lampung, April 2015

Juli Adi Prastyo NPM. 1017041031

RIWAYAT HIDUP

Penulis yang bernama lengkap Juli Adi Prastyo dilahirkan di Sumbersari Bantul. Penulis Menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN 7 Metro Selatan pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama di SMPN 5 Kota Metro pada tahun 2007, Sekolah Menengah Atas di SMA Kartikatama Kota Metro pada tahun 2010.

Juli Adi Prastyo terdaftar sebagai mahasiswa di Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN pada tahun 2010. Selama menempuh pendidikan, penulis pernah menjadi asisten Fisika Dasar I, Elektronika Dasar I dan II, Pemrograman Komputer, Sensor dan Pengkondisi Sinyal, Sistem Digital, dan Mikrokontroler. Penulis juga pernah aktif dalam organisasi kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) pada tahun 2010 sebagai anggota muda dan pada tahun 2012 sebagai anggota Sains dan Teknologi. Pada bulan Januari-Februari 2014 penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di bidang Instrumentasi PT Krakatau Steel Cilegon.

MOTTO

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan segala kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah serta skripsi yang berjudul “Desain Alat Ukur Tekanan Arus Air dan Analisis Laju Material dalam Air pada Sistem Aliran Sungai dengan Metode Image Processing”.

Penekanan skripsi ini adalah membuat sebuah alat yang digunakan untuk mengetahui pergerakan material yang terbawa oleh arus air dan mengukur tekanan arus tersebut. Pergerakan material dan tekanan yang terukur kelak dapat digunakan sebagai data pertimbangan untuk mengelola sungai dengan baik.

Penulis menyadari dalam penyajian laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak demi perbaikan dan penyempurnaan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat menjadi rujukan untuk penelitian berikutnya agar lebih sempurna dan dapat memperkaya khasanah ilmu pengetahuan.

Bandar Lampung, Maret 2015

SANWACANA

Alhamdulillah, penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik berkat dorongan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Warsito, D.E.A. atas tema penelitian yang diberikan, nasihat dan semangat yang diberikan dan kesediaannya menjadi Pembimbing I. 2. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, M.T. atas motifasi dan pandangan masa depan

yang telah diberikan dan kesediaannya menjadi Pembimbing II.

3. Bapak Arif Surtono, M.Si, M.Eng. atas keritik dan saran dalam penelitian ini serta kesediaannya sebagai Penguji.

4. Bapak Endro P. Wahono, M.Sc. atas sumbangan ide-ide selama penelitian. 5. Ibu Suprihatin, S.Si., M.Si. selaku Pembimbing Akademik (PA).

6. Ibu Dr.Yanti Yulianti, S.Si., M.Si. selaku Ketua Jurusan Fisika

7. Bapak Prof. Suharso, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

8. Semua saudara dan Sahabatku : Astri, Arfi, Ermi, Kak Febri, Kak Imam, Kak Wawan, Mb Nurma, Mb Riza, Mb Ningrum, Mb Ilfa, Umi, Muji, Alvi, Fina, Ulum, Danu, Defi, Kholif, Sami, Fathul, Putri, Gana dan seluruh angkatan 2010.

9. Adik-adik tingkat 2011, 2012, 2013, 2014 dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu selama menyelesaikan Tugas Akhir.

Semoga Allah SWT memberi balasan atas segala usaha yang telah dilakukan oleh berbagai pihak sehingga skripsi ini dapat selesai dan bermanfaat.

Bandar Lampung, Maret 2015

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

I. PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1

B.Rumusan Masalah ... 4

C.Batasan Masalah ... 4

D.Tujuan Penelitian ... 4

E. Manfaat Penelitian ... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA A.Penelitian Terkait ... 6

B.Teori Dasar 1. Air ... 8

2. Daerah Aliran Sungai (DAS) ... 10

3. Sedimentasi ... 12

4. Sungai ... 12

5. Kecepatan ... 16

6. Sensor Tekanan ... 18

7. Pengondisi Sinyal ... 21

8. Citra ... 21

9. Perangkat Lunak ... 28

10.

Karakterisitik Pengukuran ... 29

III. METODE PENELITIAN A.Waktu dan Tempat Penelitian ... 33

B.Alat dan Bahan ... 33

C.Desain Alat ... 35

D.Prosedur Penelitian ... 37

E. Sistem Akuisisi Data ... 40

F. Proses Pengolahan Video ... 43

xiii

H.Alur Pengambilan Data Secara Keseluruhan ... 48

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Perangkat Keras 1. Rangkaian Alat ... 51

2. Karakterisasi Kamera ... 55

B. Perangkat Lunak 1. Akuisisi Data ... 60

2. Convert Video to jpeg ... 66

3. Pengolahan Citra ... 67

4. Penggabungan Citra ... 74

5. Pengukuran Citra ... 75

C. Realisasi Alat 1. Sensor Flexiforce ... 80

2. Pengukuran di DAS ... 81

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 85

B. Saran ... 86

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Tabel Halaman

2.1.Besaran pokok ... 30

3.1.Spesifikasi laptop ... 33

4.1.Uji kamera ... 58

4.2.Hasil pengukuran jarak partikel ... 78

4.3.Hasil pengukuran kecepatan objek dari muka kamera ... 79

4.4.Pengukuran uji tekanan ... 81

4.5.Pengukuran kecepatan metode apung ... 82

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Siklus hidrologi daerah aliran sungai ... 10

2.2. Saluran aliran terbuka (open channel flow) ... 13

2.3. Saluran aliran tertutup(pipe flow) ... 13

2.4. Aliran nonuniform dan uniform ... 15

2.5. Profil kecepatan ... 17

2.6. Sensor flexiforce... 20

2.7. Histogram citra ekualisasi ... 26

2.8. Grafik ambang (thresholding)... 27

2.9. Tampilan delphi ... 28

2.10.FreeStudio ... 29

2.11.Kurva linieritas... 31

3.1. Laptop yang digunakan ... 34

3.2. Kamera ... 34

3.3. Batang besi ... 35

3.4. Desai alat ... 36

3.5. Diagram alir penelitian ... 37

3.6. Proses Akuisisi Data ... 41

xvi

3.10 Matrik smoothing ... 47

3.11. Alur proses pengambilan data ... 48

4.1. Alat ukur tekanan dan laju material dalam air ... 50

4.2. Grafik histerisis sensor flexiforce ... 52

4.3. Grafik ADC ... 54

4.4. Kalibrasi kamera ... 56

4.5. Hubungan jarak objek dengan gradien pixel ... 58

4.6. Lembar kerja akuisisi video dan tekanan ... 61

4.7. Program konversi video ke gambar ... 66

4.8. Layar pengolahan gambar ... 68

4.9. Pengolahan gambar ekualisasi ... 71

4.10. Pengolahan gambar smoothing ... 71

4.11. Pengolahan gambar thresholding ... 73

4.12. Penggabungan dua buah gambar ... 74

4.13. Layar pengukuran gambar... 75

4.14. Garis pengukuran ... 77

4.15. Model DAS ... 82

I. PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Dewasa ini banyak bencana alam yang disebabkan oleh prilaku manusia yang kurang memperhatikan lingkungan sekitar. Banjir merupakan salah satu contoh bencana alam yang sering terjadi saat ini. Banjir terjadi karena kurang terawatnya daerah aliran sungai mengakibatkan pendangkalan pada dasar sungai. Pendangkalan tersebut mengakibatkan kurangnya kapasitas penampungan air di daerah aliran sungai sehingga mengakibatkan peluapan air sungai ketika musim hujan.

Pendangkalan sungai disebabkan oleh kikisan material yang terbawa oleh air. Banyak faktor yang menyebabkan kikisan material tersebut yaitu, hujan mengikis material dataran dan terbawa menuju daerah aliran sungai, erosi yang terjadi pada daerah hulu dan tekanan aliran air mengikis dinding dan dasar sungai. Tekanan merupakan perbandingan gaya dengan luas yang berpusat pada luasan yang dikenai gaya (Halliday, dkk, 2008). Tekanan air merupakan tekanan yang timbul disebabkan adanya faktor gaya dorong air. Material dalam air atau dikenal dengan sedimen, merupakan material hasil erosi yang dibawa oleh aliran air dari daerah hulu ke daerah hilir (Rahayu, dkk, 2009).

Tekanan yang disebabkan oleh aliran air menyebabkan faktor gesekan pada dasar sungai dan dinding sungai, gesekan tersebut dapat mengakibatkan pengikisan sungai. Pengikisan sungai akan menghasilkan material kikisan yang dapat terbawa arus dan dapat mengendap pada daerah hilir sungai, pengikisan terjadi tidak hanya akibat tekanan aliran sungai, tetapi juga akibat air hujan yang mengikis dataran. Material-material yang terkikis lama kelamaan akan mengendap di daerah hilir dan mengakibatkan pendangkalan sungai.

Penelitian yang mengenai tekanan dan laju material pada sungai masih sedikit. Berbagai macam penelitian dikembangkan untuk mengamati pengukuran debit sungai diantarnya penelitian yang dilakukan oleh Azareh, dkk, 2014 mengenai faktor gesekan aliran air terhadap dinding dan dasar sungai. diperoleh faktor gesekan yang mempengaruhi proses aliran air sebesar 65%. Penelitian ini masih kurang efisien, untuk memprediksi lama pengendapan material pada sungai. Penelitian yang dilakukan oleh Anasiru (2006), Mokonio (2013), dan Pangestu & Haki (2013), adalah dengan mengamati foto-foto dokumentasi sungai dan sampel tanah, sedangkan pengamatan debit ditinjau berdasarkan kecepatan aliran sungai dan luas daerah aliran sungai. Penelitian mengenai pengukuran debit dilakukan oleh Novianta (2010) mengenai penggunaan sensor ultrasonik untuk mengukur laju aliran. Adapun kelemahan dari penelitian yang dilakukan Novianta adalah

error pengukuran yang besar akibat faktor angin atau fluida udara. Sedangkan penelitian oleh Edhy dkk (2013), tentang realisasi alat ukur laju aliran dengan menggunakan sensor fotodioda untuk menghitung putaran baling-baling yang diakibatkan laju aliran memilik nilai error yang cukup kecil. Menentukan laju aliran air merupakan bagian penting dalam proses pemantauan sedimen, karena

3

laju aliran air merupakan informasi primer untuk menentukan laju material sedimen. Kurang dalam penelitian-penelitian sebelumnya membuat peneliti tertarik akan mengembangkan pengukuran dengan metode baru yang memanfaatkan teknologi yang berkembang saat ini yaitu, pengolahan citra.

Perkembangan teknologi pengolahan citra saat ini, telah banyak dimanfaatkan pada berbagai bidang, seperti kepolisian dan kedokteran. Bidang kepolisian memanfaatkan pengolahan citra untuk menganalisis sidik jari pada saat olah TKP (Wijaya & Kanata, 2004). Bidang kedokteran menganalisis citra retina untuk mengetahui tingkat kelelahan seorang manusia (Yulianti, 2008). Berdasarkan perkembangan teknologi saat ini tentang pengolahan citra, penulis ingin mengembangkan metode pengambilan data dengan cara mengukur tekanan air dan laju material sedimentasi.

Penelitian ini akan mengukur tekanan yang diakibatkan arus air dan mengamati laju material dalam aliran air tersebut. Salah satu manfaat penelitian ini adalah membantu proses pemantauan pengendapan material pada dasar sungai. Metode yang dilakukan pada penelitian ini yaitu, mengukur tekanan air secara langsung dengan memanfaatkan sensor tekan untuk mengetahui tekanan yang terjadi akibat laju aliran air dan menganalisi pergerakan aliran material dengan pengolahan citra untuk mengetahui laju mateial yang hanyut dalam aliran sungai.

B.Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini, yaitu:

1. Bagaimana merancang alat ukur tekanan arus air beserta akuisisi video gambar aliran air yang dilakukan di dalam air.

2. Bagaimana merancang alat yang dapat terhubung dengan komputer.

3. Bagaimana merancang program untuk menangkap video dan citra gambar sekaligus menampilkan data tekanan arus air dalam komputer.

4. Bagaimana cara menganalisis material di kedalaman air agar diketahui laju pergerakannya.

C.Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Merancang alat ukur tekanan arus air dan akuisisi video di dalam air. 2. Data yang diambil berupa pergerakan material kecil yang melayang dan

tekanan arus air.

3. Tekanan yang diukur adalah tekanan yang diakibatkan oleh arus air.

4. Pengambilan data yang dilakukan di sungai yang aliran airnya tidak timbul turbulensi.

5. Material yang diukur kecepatanya adalah material yang berdimensi ± 70 x 80 pixel.

D.Tujuan penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat rancang alat dan analisis citra gambar air dengan tahapan, yaitu:

5

1. Merancang alat yang dapat digunakan untuk menangkap citra gambar dalam air sungai untuk menentukan kecepatan aliran sungai.

2. Membuat perangkat lunak dengan delphi yang secara langsung dapat terintegrasi dengan kamera dan sensor.

3. Membuat aplikasi pengolahan citra ekualisasi, smoothing dan theresholding

untuk mengamati material air sungai yang hanyut untuk menentukan kelajuannya.

E.Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain:

1. Memberi kemudahan dalam proses analisis aliran sungai terutama laju aliran sungai berdasarkan partikel yang terbawa oleh air sungai.

2. Dapat dijadikan alat penanggulangan bencana banjir di daerah aliran sungai berdasarkan sedimentasi dan tekanan arus air yang terjadi di daerah aliran sungai.

3. Data hasil pengukuran laju material dapat digunakan sebagai referensi untuk mengamati sedimentasi yang terjadi pada sungai.

4. Data hasil pengukuran tekanan arus air dapat digunakan sebagai referensi untuk membangun bendungan dengan pondasi yang kokoh.

5. Untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan dan keilmuan tentang proses

Image Processing dan interfacing dengan menggunakan bahasa pemrograman delphi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.Penelitian Terkait

Penelitan ini terkait dengan penelitian yang dilakukan oleh Novianta (2010) dan Edhy dkk, (2013) yaitu pengukuran kecepatan aliran, dimana kecepatan pada penelitian ini digunakan sebagai pembanding laju material sedimen. Novianto membuat alat ukur laju fluida menggunakan metode efek dopler. Metode tersebut memanfaatkan sensor ultrasonik untuk mengukur laju fluida. Hasil dari penggunaan metode tersebut masih kurang baik jika pengukuran dilakukan di lapangan, karena sensor ultrasonik yang sangat sensitif. Sensitifitas sensor tersebut mengakibatkan fluida udara juga ikut terbaca sehingga diperoleh error penyimpangan yang cukup besar. Sedangkan penelitian yang dilakukan Edhy, dkk, memanfaatkan putaran baling baling sebagai alat ukur laju fluida air. Metode yang digunakan memanfaatkan sensor fotodioda sebagai alat ukur putaran baling – baling, kemudian ditampilkan dalam layar LCD. Hasil pengujian pada penelitian ini menghasilkan error

7

Arus memiliki peranan penting dalam proses analisi aliran sungai terutama dalam menentukan debit aliran. Debit merupakan kuantitas air yang mengalir pada waktu tertentu. Penelitian yang dilakukan (Ratnata, dkk, 2013) mengkaji potensi energi listrik mikrohidro dari tinggi kemiringan aliran. Kemiringan aliran tersebut dapat dikonversikan ke tekanan dengan mengalikan massa jenis air dan percepatan gravitasi untuk mencari nilai efisiensi energi yang dihasilkan dari turbin. Penelitian yang terkait dengan pengukuran tekanan adalah penelitian yang dilakukan (Syaryadhi dkk, 2008) yang memanfaatkan sensor flexiforce sebagai alat ukur berat badan bayi, dimana alat dirancang dengan dua buah lapisan tebal dengan 4 buah pegas pada masing masing sisi dan satu buah besi penyangga pada bagian tengah yang digunakan untuk menekan flexiforce. Hasil tersebut diperoleh dari hubungan berat dan tegangan tidak linier tetapi menunjukan perbandingan yang diperkuat antar berat dan tegangan. Sensor tersebut dapat digunakan untuk mengukur tekanan dalam air guna mendapatkan tekanan dalam air, dan juga sebagai penentu nilai efisiensi aliran dalam memutar turbin.

Penelitian kali ini dilakukan dengan memanfaatkan kamera CCD dan sensor

flexiforce untuk proses pengambilan data material dan tekanan arus dalam air guna mengetahui tekanan di dalam air pada kedalaman tertentu dan menganalisis laju aliran berdasarkan material sedimen yang hanyut. Dimana alat ini nantinya dapat digunakan sebagai alat pengukur debit material sedimen untuk memprediksi pengendapan yang terjadi pada dasar sungai. Flexiforce

terjadi pada air sungai dengan kedalaman tertentu. Data tekanan digunakan untuk mengukur efisiensi tekanan arus yang dapat memutar turbin.

B.Teori Dasar

1. Air

Menurut (Hatmoko & Triweko, 2011) air merupakan sumber kehidupan makhluk hidup di dunia. Sifat air berbeda dengan sumber daya yang lain, air merupakan sumber daya yang mengalir (flowing resources), tidak bergantung administrasi dan dibutuhkannya bergantung pada ruang, waktu jumlah dan mutu. Air merupakan sumber kehidupan yang sangat esensial bagi makhluk hidup di dunia. Tidak ada satupun makhluk hidup di dunia ini yang bisa hidup tanpa air. Makhluk hidup memiliki kandungan air di dalam struktur tubuhnya baik itu tumbuhan, hewan bahkan manusia. Sel mahluk hidup yang dimiliki tumbuhan hewan dan manusia pun mengandung air, sekitar 75% air dalam tumbuhan dan 67% yang terkandung dalam tubuh hewan. Dari 40 juta kubik kandungan air yang terdapat di permukaan tanah hanya 0,5% saja yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia, karena 97% air yang berada dipermukaan merupakan air laut yang asin dan sisanya dalam keadaan membeku (salju) yang dapat dimanfaatkan ketika salju tersebut sudah mencair (Widiyanti & Ristianti, 2004).

Air di dunia ini sangat banyak sehingga menghasilkan beberapa sumber air, misalnya air laut, air permukaan, air tanah, dan air hujan. Begitu juga Indoneisa yang beriklim tropis, walaupun hanya memiliki dua musim yaitu musim

9

penghujan dan musim kemarau tetapi sumber air tetaplah sama (Alamsyah, 2006). Salah satu sumber air yang sangat dimanfaakan manusia dalam kehidupanya adalah air hujan. Air hujan terjadi karena proses hidrologi.

Secara alami air bergerak dari hulu ke hilir dan dari dataran tinggi ke dataran rendah. Air ada yang mengalir di permukaan tanah dan ada yang meresap kedalam tanah. Semua itu adalah proses alami yang terjadi pada air. Bentuk air dapat berupa cairan, es, bahkan ada yang dalam bentuk uap air (gas). Bentuk tersebut dapat berubah sesuai dengan keadaan alam yang terjadi. Gas (uap air) terbentuk ketika mengalami pemanasan hingga 100 o_{C, dan berubah menjadi}

air kembali ketika berada pada suhu tertentu. Air berubah padat yaitu es atau salju ketika berada pada suhu 0 oC. Bahkan air dapat berubah menjadi tawar atau asin seperti air laut. Proses alami seperti pergerakan air dalam tanah, udara dan permukaan tanah ini sering dikenal dengan siklus hidrologi (Kodoatie & Syarief, 2010).

Siklus hidrologi diawali dengan penguapan akibat panas matahari yang menyinari permukaan bumi seperti air laut, tumbuhan dan tanah. Panas yang diakibatkan matahari menimbulkan penguapan pada air laut (evaporasi), tumbuhan (Evaponstraspirasi) dan tanah. Penguapan tersebut mengakibatkan terbentuknya awan, karena pengaruh kalimotologi mengakibatkan awan tertiup angin hingga sampai ke daratan. Perbedaan suhu yang terjadi di udara mengakibatkan air yang menguap menjadi awan berubah menjadi butiran butiran air hujan. Air hujan yang jatuh di permukaan mengalir ke sungai membawa butiran butiran tanah/pasir yang terdapat dari pegunungan (Iriyani &

Prama, 2008). Air yang sampai ke tanah selanjutnya mengalir menuju daerah aliran sungai.

2. Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah Aliran Sungai atau DAS merupakan salah satu bentuk dari lanskap yaitu panorama yang ada di permukaan bumi yang terbentuk dari geomorfologi. Lanskap tersusun dari berbagai komponen, seperti air, tanah dan sebagainya yang salah satunya itu adalah DAS.

DAS merupakan daerah yang terbentuk secara alami dan dilalui oleh aliran air yang menjadi satu kesatuan dengan sungai dan anak sungai. Sungai dan anak sungai memiliki manfaat untuk menampung, menyimpan dan mengalirkan air dari tempat tinggi ke tempat yang rendah. Curah hujan yang terbentuk karena siklus hidrologi mengakibatkan terbentuknya sungai dan anak sungai. Sesuai dengan proporsi curah hujan yang terjadi maka terbentuklah aliran air yang tertata oleh alam (Rahayu, dkk, 2009).

11

Aliran yang terbentuk tentun tidak hanya membawa air. Air mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah, mulai dari aliran, debit dan kontur tanah yang terkena dampak hujan tentunya membawa sedikit sampah. Sampah yang terbawa tidak hanya berupa daun atau yang lain, bahkan butiran seperti kerikil bahkan pasir pun ikut terbawa (hanyut) oleh air.

Kegiatan pengolahan daerah aliran sungai (DAS) sudah dilakukan beberapa abad silam. Kegiatan ini agar DAS mampu menahan curah hujan yang tinggi dalam fungsi transmisi air, penyangga pada puncak kejadian hujan, pelepasan air secara perlahan, memelihara kualitas air, mengurangi perpindahan masa tanah misal, longsor, erosi dan memprtahankan iklim mikro (Noordwijk dkk, 2004). DAS juga berfungsi menjaga kualitas sumber air serta meningkatkan kualitas dan kuantitas air (Verbist dkk, 2004). Proses pengolahan Daerah Aliran Sungai terutama pada longsor dan erosi yang menyebabkan banyak permasalahan terutama pendangkalan pada DAS, atau lebih kenal dengan pengendapan (sedimentasi), karena prilaku manusia yang tidak baik, seperti penggundulan hutan yang menimbulkan banyak masalah seperti kekurangan air saat musim kemarau dan banjir pada saat musim penghujan. Lahan hutan yang digunduli dan diiringi dengan curah hujan yang tinggi menimbulkan banyak masalah, karena hutan merupakan kawasan tangkapan air yang mempunya fungsi dan potensi wilayah sebagai penyedia air (Kodoatie R. J., 2009).

3. Sedimentasi

Sedimen merupakan hasil proses erosi, baik erosi permukaan, parit atau erosi lainya. Sedimen biasanya mengendap di bagian bawah pada saluran air atau sungai. Besar sedimen disebabkan oleh erosi yang terukur pada waktu dan tempat tertentu yang terjadi di daerah aliran sungai dapat dikatakan sebagai hasil sedimentasi dan biasanya diperoleh dengan pengukuran tertentu di sungai atau pengukuran secara langsung di waduk (Alimudin, 2012).

Perjalanan partikel material dasar yang diakibatkan oleh arus air dapat berupa

bad-load dan suspended load. Bad-load merupakan jenis material yang bergerak mengelincir atau menggelinding pada dasar sungai. Suspended load

merupakan meterial melayang karena tersangga oleh aliran air, kemungkinan juga mengandung beberapa wash load. Wash load atau meterial cuci terdiri dari partikel lanau dan debu yang terbawa oleh aliran air, dan material sedimen hampir tidak berpengaruh terhadap bentuk daerah aliran sungai (Pangestu & Haki, 2013).

4. Sungai

Salah satu tempat berkumpulnya air yang mengalir dari dataran tinggi ke dataran rendah adalah sungai. Daerah sekitar sungai merupakan daerah penyangga sungai yang menyuplai air pada sungai. Suplai air di daerah penyangga dipengaruhi oleh aktivitas yang berada pada sekitar sungai. Pada umumnya kualitas air di daerah hulu sungai lebih baik dibandingkan dengan daerah hilir sungai (Wiwoho, 2005). Berdasarkan Undang – Undang 7 tahun

13

2004 tentang sumber daya air, yang dimaksud dengan sungai adalah suatu wilayah pengolahan sumber daya air dalam satu atau lebih daerah aliran sungai (Yuliastuti, 2011).

Air merupakan salah satu bentuk fluida dan sungai merupakan salah satu contoh fluida mengalir yang kita ketahui. Banyak macam jenis aliran antara lain aliran udara dan aliran air, dimana air dan udara merupakan jenis fluida. Pada penelitian ini masalah dibatasi hanya untuk aliran air. Aliran dapat dibedakan menjadi dua yaitu aliran saluran tertutup (Pipe Flow) dan aliran saluran terbuka (Open Channel Flow).

Gambar 2.2. Saluran aliran terbuka (open channel flow) (Chaudhry, 2008).

Gambar 2.3. Saluran aliran tertutup(pipe flow) (Chaudhry, 2008).

Pipe Flow merupakan bentuk aliran air yang terjadi pada pipa atau mengabaikan faktor tekanan luar karena keadaannnya yang tertutup. Sedangkan aliran saluran terbuka (Open Channel Flow) tidak mengabaikan tekanan atmosfer. Sungai merupakan salah satu contoh dari aliran saluran terbuka sehingga dalam penelitian ini akan lebih banyak membahas aliran saluran terbuka.

Aliran atau arus merupakan gerak massa air baik horizontal maupun vertikal. Arus sungai merupakan gerakan air dari hulu menuju hilir faktor yang mempengaruhi tanah dasar, gaya coriolis dan perbedaan densitas (Agustini dkk, 2013; Wibisono, 2011). Penelitian tentang arus, tidak akan terlepas dari kata debit, debit merupakan volume alir yang mengalir pada suatu penampang dengan waktu tertentu (Priyantini, 2010; Prinyantini & Irjan, 2009). Untuk mengetahui debit terlebih dahulu harus mengukur kecepatan aliran, setelah itu luas penampang sungai. Dengan dua parameter tersebut dapt dirumuskan nilai persamaan debit seperti persamaan (2-1)

= (2-1) dimana:

Q = debit air (m3/detik); v = keceparan aliran (m/s);

A = Luas Penampeng sungai melintang (m2), (Subekti, 2010).

Debit juga berperan dalam proses pembangkit listrik, yaitu PLTMH. PLTMH merupakan kepanjangan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, dalam hal ini PLTMH memanfaatkan kondisi air, yaitu debit. Pada penelitian yang dilakukan Galla dkk, (2012) dengan memanfaatkan debit air terbesar 7,8 m³/detik dan debit air terkecil 2-4 m³/detik.

Telah diabahas pada persamaan (2-1) ada 2 faktor yang mempengaruhi debit air, salah satunya yaitu aliran air. Beberapa bentuk klasifikasi aliran air adalah sebagai berikut.

15

1. Aliran Steady dan Unsteady

Aliran steady merupakan kecepatan aliran pada titik tertentu yang tidak berubah terhadap waktu, �

�� = 0. Aliran unsteady adalah kecepatan aliran

pada titik tertentu yang berubah berdasarkan waktu. Contoh dari aliran air

unsteady yaitu gelombang aliran (Chaudhry, 2008).

2. Aliran Unifrom dan Nonuniform

Aliran Uniform merupakan bentuk aliran yang seragam berdasarkan kedalaman atau kecepatan aliran yang sama pada permukaan dan dasar sungai. Sebaliknya, kecepatan aliran yang berubah – ubah berdasarkan kedalaman disebut sebagai aliran nonuniform. (Chaudhry, 2008).

Gambar 2.4. Aliran nonuniform dan uniform (Chaudhry, 2008).

3. Aliran Laminar dan Turbulent

Aliran dapat dikatakan laminar jika sebuah partikel cairan muncul dan bergerak pada bagian yang halus dan aliran muncul bergerak sebagai lapisan tipis. Sedangkan turbulent merupakan cairan yang bergerak tidak

menentu. Perbandingan besar viskositas dan gaya inersia menghasilkan bentuk aliran yang turbulent atau laminar.

Sebagai salah satu sumber daya alam yang berada di dunia, sungai dapat memberikan manfaat ataupun kerugian bagi masyarakat yang menggunakannya. Pertambahan jumlah penduduk dan meningkatnya aktifitas masyarakat mengakibatkan dampak negatif bagi sumber daya air, serta meningkatnya daya rusak air, yaitu erosi, sedimentasi, dan banjir (Mananoma, dkk, 2005). Hal tersebut diakibatkan karena pemanfaatan dan perawatan sungai yang tidak dilakukan dengan baik. Salah satu penanggulangan dari dampak air yang merusak adalah memprediksi angkutan sedimentasi, karena sedimentasi dapat menyebabkan pendangkalan pada daerah hilir sungai, mengakibatkan banjir pada musim hujan dan kekeringan pada musim kemarau (Wahid, 2009), karena fungsi daerah aliran air yang kurang dalam menampung air.

5. Kecepatan

Bidang Fisika yang membahas pergerakan benda adalah Kinematika yang merupakan salah satu cabang bidang ilmu dalam mekanika. Pengertian kecepatan itu sendiri adalah laju perubahan posisi dari benda itu. Kecepatan merupakan besaran vektor yang dapat ditampilkan kedalam bentuk kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Kecepatan rata rata merupakan perubahan posisi

benda Δr dibagi dengan selang waktu Δt. Dan dapat dirumuskan seperti persamaan (2-4).

17

Kemudian kecepatan sesaat merupakan kecepatan pada suatu saat, merupakan kecepatan rata-rata dalam selang waktu terkecil Δt, dan dapat dirumuskan seperti persamaan (2-5).

̅ = lim_{�� →} ̅ = lim_{�� →} ��_�� = �_� , (2-5) Persamaan (2-5) memiliki makna bahwa kecepatan sesaat merupakan turunan dari perubahan posisi terhadap waktu (Jati & Priyambodo, 2007).

Kecepatan pada aliran sungai yang merupakan aliran saluran terbuka berbeda dengan kecepatan pada pipa yaitu saluran tertutup. Kecepatan aliran pada saluran terbuka selalu memperhatikan faktor tekanan atmosfer. Kecepatan aliran pada saluran terbuka terkadang berbeda pada permukaan dan dasar sungai, seperti profil kecepatan pada aliran sungai pada Gambar 2.5 y merupakan kedalaman sungai dan x merupakan kecepatan aliran.

Gambar 2.5 Profil kecepatan (Husain, dkk, 2008).

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Azareh dkk, (2014) terhadap faktor gesekan aliran fluida dengan dasar sungai yang menyebabkan kecepatan pada aliran permukaan sungai dengan dasar sungai berbeda. Hasil dari penelitian

tersebut bahwa nilai kecepatan aliran sungai memiliki faktor koreksi sebesar 65% dari kecepatan permukaannya atau kecepatan maksimalnya. Selaras dengan pendapat Rahayu dkk, (2009) pengukuran kecepatan menggunakan metode manual yang memiliki faktor koreksi dengan dasar kasar sebesar 0,75 dan dasar halus sebesar 0,85 tetapi secara umum faktor koreksi yang digunakan adalah 0,65 untuk mencari kecepatan dari pengukuran pada sungai.

6. Sensor Tekanan

Tekanan merupakan suatu besaran yang sangat penting dalam fisika. Tekanan adalah suatu parameter disiplin ilmu yang diterapkan dalam berbagai bidang, seperti termodinamika, aerodinamika, mekanika fluida dan biofisika (Ripka & Tipek, 2007). Tekanan memiliki pengertian perbandingan besar gaya F terhadap luas bidang penampang A, dan dapat dirumusakan seperti persamaan (2-6)

=�_� , (2-6) dimana:

P = Tekanan (N/m2); F = Gaya (N);

A = Luas Permukaan (m2_).

Persamaan (2-6) merupakan persamaan yang berlaku untuk masa fluida yang diabaikan dan tekanan dianggap sama di semua titik (Sears & Zemansky, 1994; Ripka & Tipek, 2007).

19

Salah satu sensor yang dapat digunakan untuk mengetahui tekanan tersebut adalah Flexiforce. Flexiforce merupakan jenis sensor yang digunakan merubah besaran fisis berat menjadi elektris hambatan. Respon tegangan sensor ini berbanding lurus dengan berat yang diberikan Syaryadhi dkk, (2008). Meskipun tidak linier, sensor ini dapat berubah berdasarkan berat yang diberikan, semakin berat objek yang menekan daerah aktif sensor, maka semakin kecil hambatan yang dihasilkan. Prinsip kerja dari sensor Flexiforce

ini mirip dengan sensor piezoresistive force (Tekscan, 2014). Perubahan hambatan listrik yang terjadi pada material ketika mengalami perubahan bentuk dapat dikatakan sebagai piezoresistive effect. Dalam beberapa kasus,

effect tersebut adalah sebuah sumber error. Di sisi lain, hal tersebut memiliki respon terhadap tekanan, yang dirumuskan seperti persamaan (2-7).

=�_� = �∆, (2-7) dimana:

P = tekanan (N/m2); F = gaya (N);

A = luas daerah yang terkena gaya (m2); E = Modulus Young (N/m2);

∆

= regangan.

Pada persamaan (2-7) terdapat sebuah karakteristik elastisitas material yang memiliki nilai berbeda – beda untuk setiap material yang diwakili dengan simbol E atau sering disebut dengan Modulus Young. Setiap material memiliki karakteristik yang berbeda – beda terhadap nilai hambatannya. Respon material terhadap hambatan sering disebut dengan resistivity disimbolkan dengan

lambang ρ yang memiliki satuan internasional Ωm, dan dirumuskan seperti persamaan (2-8)

= �_� , (2-8) dimana :

= luas material (m2) dan

= panjang konduktor, (Fraden, 2004).

Berikut adalah gambar dari sensor tekanan yang digunakan dalam penelitian ini,

a

b

Gambar 2.6. Sensor flexiforce, a) konstruksi flexiforce (Tekscan, 2014) dan b) realflexiforce

Sensor flexiforce ini memiliki karakteristik penggunaan sebagai berikut: 3 range pengukuran : 1 lb

21

: 100 lb Akurasu : +/- 5% Presisi : +/- 2,5% Resolusi : 10 ons (0,01kg) (Syaryadhi dkk, 2008).

7. Pengkondisi Sinyal

Pengkondisian sinyal adalah sistem elektronika yang bertugas mengondisikan sinyal dari sensor agar sesuai dengan kebutuhan sinyal untuk mikrokontroler. Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi merubah sinyal analog agar sinyal tersebut sesuai dengan keperluan pada tingkat pemrosesan yang selanjutnya. Sinyal input yang diterima oleh pengkondisi sinyal dapat berupa tegangan dan arus DC, tegangan dan arus AC, frekuensi dan muatan listrik (Andrianto, 2013).

8. Citra

Kemampuan manusia yang mampu melihat berbagai macam warna merupakan suatu kemampaun yang fantastis. Tidak hanya membuat bergetar ketika melihat keindahan dunia, warna juga dapat membuat ekspresi emosi pada manusia (Fernandez & Maloigne, 2013). Pengolahan citra merupakan bidang ilmu yang bersifat multidisipliner, banyak aspek terutama dalam bidang fisika optik, nuklir, gelombang dan lainya. Citra merupakan suatu representasi, kemiripan imitasi dari suatu objek atau benda. Jadi, foto suatu objek

merupakan sebuah entitas dari suatu objek itu sendiri di depan kamera. Citra dikelompokkan menjadi citra tampak dan tidak tampak. Banyak dalam kehidupan sehari hari yang dapat jadikan contoh sebagai citra tampak, misalnya gambar foto, gambar tangan, lukisan, segala sesuatu yang tampak pada layar, televisi serta hologram. Data gambar dalam file (citra digital) dan citra yang direpresentasikan dalam bentuk matematis merupakan jenis citra tak tampak. Dari sekian banyak citra yang ada di dalam kehidupan sehari – hari, hanya citra digital yang dapat diolah dengan komputer (Achmad & Firdausy, 2005).

Secara umum pengolahan citra mengacu pada pengolahan 2 dimensi menggunakan software pengolahan citra dan mengacu pada 2 data setiap 2 dimensi. Citra digital merupakan sebuah larik array yang beris nilai nilai real maupun kompleks yang direpresentasikan dengan deretan bit tertentu (Putra, 2010).

1. Format Citra

Citra direpresentasikan oleh matriks data yang membuat berbagai informasi tentang fungsi nilai citra tersebut. Dengan kata lain, citra yang tampak oleh mata merupakan sekumpulan nilai tertentu yang membentuk suatu pola yang telah dikondisikan. Derajat tingkat keabuan yang lazim sering digunakan adalah 8 bit, 24 bit dan 32 bit. Keabuan pada tingkat yang berbeda memiliki representasi nilai masing masing bergantung pada format pixel yang digunakan. Misalnya, untuk derajat keabuan 8 bit, maka citra

23

akan memiliki nilai rentang intensitas warna dari 0 – 225, begitu juga untuk citra 16 bit akan memiliki derajat keabuan sebesar 2 x 8 bit yang artinya akan memiliki rentang intensitas warna dari 000-000 hingga 225-225, begitu pula untuk 24 bit akan memiliki derajat keabuan 3 x 8 bit yang memiliki intensitas warna berkisar 000-000-000 hingga 225-225-225. Dengan kata lain, satu pixel yang terdapat dalam citra 8 bit akan dipresentasikan oleh layar dengan nilai 0-225 pada tabel citra, sedangkan 24 bit akan memiliki nilai berkisar 0-225 yang direpresentasikan dengan 3 layar sekaligus. Di mana dengan jangkauannya akan memiliki nilai berkisar 0-225 (Fadlisyah dkk, 2010).

2. Resolusi Citra

Resolusi citra merupakan tingkat kedetailan suatu gambar, semakin tinggi nilai resolusinya maka semakin tinggi kualitas gambar. Satuan dalam pengukuran citra dapat berupa ukuran fisik dan dapat juga berupa ukuran citra menyeluruh. Ukuran fisik misalnya jumlah garis per mm atau jumlah garis per inchi, sedangkan ukuran citra menyeluruh jumlah garis per tinggi citra. Resolusi sebuah citra dapat diukur degan beberapa cara diantarannya,

a. Resolusi Pixel

Resolusi pixel merupakan perhitungan jumlah pixel dalam citra digital. Misalkan, sebuah citra memiliki resolusi M x N itu berarti citra tersebut memiliki arti M jumlah pixel lebar dan N jumlah pixel tinggi. Dan pengertian lain dari pixel adalah merupakan jumlah resolusi yang

terdapat dalam citra gambar. Dimana jumlah pixel dapat dikatakan sebagai hasil perkalian antara panjang dan lebar pixel (M x N).

b. Resolusi Spasial

Resolusi spasial menunjukan kedekatan jarak setiap garis pada citra. Jarak berdasarkan sistem yang menciptakan citra tersebut, hasil resolusi parsial menghasilkan jumlah pixel persatuan panjang. Resolusi parsial dari sebuah monitor komputer adalah 71 hingga 100 garis per inchi atau dalam resolusi pixel 72 hingga 100 ppi.

c. Resolusi Spektrum

Sebuah citra digital membedakan intensitas ke dalam beberapa spektrum. Citra multi spektrum akan memberikan spektrum atau panjang gelombang yang lebih baik yang digunakan untuk menampilkan warna.

d. Resolusi Temporal

Resolusi temporal merupakan berkaitan dengan video. Suatu video merupakan kumpulan frame statis yang yang berurutan dan ditampilkan secara cepat. Resolusi temporal memberikan jumlah frame yang dapat ditampilkan setiap detik dengan satu frame per second (fps).

e. Resolusi Radiometrik

Resolusi ini memberikan nilai atau tingkat kehalusan citra yang dapat ditampilkan dan biasanya ditampilkan dalam satuan bit contoh citra 8

25

bit dan citra 256 bit. Semakin tinggi resolusi radiometrik ini semakin baik perbedaan intensitas yang ditampilkan (Putra, 2010).

3. Operasi Logika

Tidak hanya elektronika saja yang dapat memiliki operasi logika, pencitraan pun memiliki operasi logika. Operasi logika dalam pencitraan dapat dilakukan dengan dua buah gambar citra atau lebih, berikut jenis operasi logika yang sering digunakan seperti pada persamaan (2-9) sampai 2-13).

, = , AND , (2-9)

, = , OR , (2-10)

, = , XOR , (2-11)

, = , SUB , (2-12)

, = NOT , (2-13) (Achmad & Firdausy, 2005).

4. Ekualisasi

Ekualisasi merupakan pengolahan kontras citra yang dilakukan secara merata. Citra yang kontras ditandai dengan sempitnya daerah yang dipakai oleh kurva histogram tingkat keabuan. Dengan operasi peningkatan kontras yang optimal, kurva histogram akan memiliki rentang yang maksimum, dari baris kiri ke batas kanan histogram. Cara lain untuk mendapatkan kontras yang optimal adalah dengan mendistribusikan kembali nilai-nilai

sekala keabuan citra untuk memperoleh citra histogram yang datar atau seragam yang ditunjukan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Hsitogram Citra Ekualisasi.

Pada Gambar 2.7, histogram citra hasil idealnya memiliki jumlah titik yang sama untuk setiap tingkat keabuan. Untuk citra sekala keabuan k bit yang berukuran tinggi h dan lebar w, maka jumlah titik untuk tingkat keabuan adalah sebesar .ℎ_�. Untuk memperoleh hasil seperti itu, distribusi titik dalam citra asli harus disebarkan secara lebih merata ke seluruh nilai keabuan. Secara metematis pengolahan citra ekualisasi dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan (2-14).

� = ��( �− )

.ℎ (2-14)

Dimana nilai Ci adalah cacahan kumulatif nilai sekala keabuan ke-i dari

citra asli dan fungsi round adalah untuk pembulatan ke bilangan bulat terdekat, contohnya :34,5 menjadi 34; dan 187,5 menjadi 188. (Achmad & Firdausy, 2005).

0 250

0 250

Citra Asli

0 30

0 250

Citra Hasil Ideal

255 255

. ℎ 2

27

5. Pengambangan

Operasi pengambangan (thresholding) digunakan untuk mengubah citra dari format 8 bit atau 24 bit menjadi format 2 bit, dimana format 2 bit ini mempunyai 2 buah warna hitam dan putih (nol dan satu), seperti pada persamaan 2-15 dengan penjelasan persamaan pada Gambar 2.8.

(2-15)

Gambar 2.8. Grafik ambang (thresholding)

Dalam hal ini, titik dengan nilai rentang nilai keabuan tertentu diubah menjadi warna hitam dan sisanya menjadi warna putih, atau sebaliknya, seperti dapat dilihat pada Gambar 2.8 dimana Ki merupakan citra berwarna dan Ko merupakan citra 2 bit (biner), (Achmad & Firdausy, 2005).

0 1

0 255

Ko

Ki

Ambang bawah Ambang atas

Ko =

0, jika ambang bawah ≤ Ki ≤ ambang atas

9. Perangkat Lunak

1. Delphi

Delphi merupakan suatu bahasa pemrograman yang digunakan untuk merancang suatu aplikasi program. Delphi dibuat oleh perusahaan Borland dengan basis pemrograman pascal. Program ini memiliki keunggulan untuk membuat aplikasi window, merancang aplikasi program berbasis grafis, membuat program berbasis jaringan berbasis .Net (berbasis internet). Delphi memiliki keunggulan antara lain IDE (Integrated Devlopment

Environment) dimana terdapat menu-menu yang digunakan untuk membuat suatu proyek program, kompailer cepat, mudah digunakan, bersifat multipurphase, artinya bahasa pemrograman delphi dapat digunakan berbagai pengembangan aplikasi. Berikut tampilan lembar kerja delpi, terlihat pada Gambar 2.9.

29

2. FreeStudio2014

Free Studio merupakan sebuah prangkat yang digunakan untuk mengonversi audio/video. Terdapat 8 perangkat yang dapat digunakan seperti youtube video download, audio download, CD/DVD burning, mengkonversi berbagai file media audio, video, pengolahan gambar 3D. Softwere ini merupakan salah satu jenis softwere sharewhere yang dapat digunakan secara kontinu hanya pada satu fungsi saja yaitu konversi video ke bentuk gambar (DVDVideoSoft, 2014), seperti pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10. FreeStudio

10. Karakterisitik Pengukuran

Pengukuran merupakan suatu kegiatan untuk mendapatkan suatu keterangan kuantitatif dengan cara membandingkan benda dengan sebuah alat yang sudah diketahui nilai kuantitatifnya. Alat yang digunakan sering disebut juga sebagai alat ukur. Dalam pengukuran tentunya ada besaran yang melengkapi keterangan dari pengukuran, berikut contoh – contoh bersaran pokok yang sudah diatur secara internasional,

Table 2.1. Besaran pokok

Besaran Unit Setandar Simbol

Panjang Meter m Massa Kilogram kg

Waktu Detik s

Arus Listrik Ampere A Temperatur Kelvin K Intensitas Kandela cd

Zat Mole mol

Sumber : (Morris, 2001)

Dalam proses pengukuran sangatlah penting mengetahui nilai dan karakteristik dari alat ukur itu sendiri. Beberapa karakteristik alat ukur yaitu :

a. Resolusi

Resolusi merupakan perubahan terkecil dari sekala penuh dari pengukuran atau pergeseran nilai terkecil dari alat ukur. Misalkan, terdapat alat ukur sepedometer denga sekala terkeceil sebesar 5 km/jam dengan sekala penuhnya 50 km/jam. Sepedometer tersebut memiliki nilai resolusi sebesar 5 km/jam, dimana sekala tersebut merupakan sekala terkecil kecepatan yang mampu diukur oleh sepedometer (Morris, 2001).

b. Linieritas

Merupakan sebuah hubungan input dan output yang menghasilkan persamaan garis lurus, atau sensitivitas antara output dan input. Sensitivitas tersebut dijelaskan dengan kemiringan gradien kurvanya, seperti Gambar 2.11.

31

Gambar 2.11. Kurva linieritas.

Nilai sensitivitas dapat dicari dengan gradien atau dengan persamaan perbandingan,

= ℎ _ℎ � _{� �}

(Morris, 2001).

c. Error

Proses pengukuran error merupakan sesuatu hal yang sering terjadi. Pengukuran merupakan suatu kegiatan membandingkan sesuatu yang tidak diketahui nilainya dengan sesuatu yang sudah diketahui standar nilainya. Proses perbandingan tersebut sering kita menemukan ketidak sesuaiaan antara alat yang dibaca dan yang membaca, perbedaan tersebut disebut error. Error dijelaskan dalam dua kondisi yaitu absolut error

yang dijelaskan dalam persamaan 2-15 dan persentase error dijelaskan pada persamaan 2-16.

= − (2-15)

% =_�

� (2-16)

dimana, e = error

%e = Persentase error

Yn = Real Nilai (Standar Nilai)

Xn = Hasil Pengukuran. (Jones & Chin, 2010)

32

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini mulai dilaksanakan pada bulan Juli 2014 sampai Februari 2015. Pembuatan alat dilaksanakan di Laboratorium Elektronika & Instrumentasi Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan pengambilan data dilakukan di daerah aliran sungai (DAS) Kota Metro.

B. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: 1. Perangkat Keras (Hardware)

Berikut perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini adalah; a. Laptop

Spesifikasi laptop yang digunakan dalam penelitian ini seperti pada Tabel 3.

Tabel 3.1. Spesifikasi laptop

Deskripsi Spesifikasi

Processor Intel(R) Core(TM) i5-4200M CPU @2.50GHz (4 CPUs) Video Intel (R) HD Graphics 4600

Driver Version 9.18.10.3131 RAM 2048 MB Hard Disk 500 GB

Gambar 3.1. Laptop yang digunakan

b. Webcam

Logitech merupakan kamera yang digunakan dalam penelitian ini dengan type Logitech Webcam C210. Adapun spesifikasinya antara lain

 Photo : Up to 1.3 Megapixels (Software Enhanced)

 Video Capture : Up to 640 x 480 pixels

 Logitech Fluid CrystalTM _technology

 Frame rate : Up to 30 frames per second

 Hi-Speed USB 2.0 certified (recommended)

35

c. Batangan Besi

Batangan besi digunakan sebagai penyangga kamera, agar kamera kokoh berada dalam air untuk analisis material yang hanyut terbawa air. Batang besi memiliki diameter sebesar 10 mm dengan panjang 1 m.

Gambar 3.3. Batang besi.

2. Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak dalam penelitian ini digunakan untuk proses akuisisi data dan pengolahan citra ;

a. Delphi 7.0

Program yang akan dibuat untuk pengolahan citra menggunakan

software Delphi. Delphi yang digunakan memiliki komponen DSPack

untuk video capture dari sebuah webcam, dan pengolahan citra, misalnya pengolahan gambar grayscale, thresholding, negasi dan Even Mouse untuk mengetahui jarak partikel.

C. Desain Alat

Desain alat yang digunakan dalam penelitian ini seperti terlihat pada Gambar 3.4.

(a)

(b)

Gambar 3.4. Desain alat, (a) skema alat keseluruhan dan (b) desain alat dalam air

37

D. Prosedur Penelitian

Pada penelitian ini prosedur yang dilakukan adalah perancangan sistem, realisasi sistem, pengujian sistem dan data seperti pada Gambar 3.5. Jika data yang diinginkan sesuai, yaitu terdapat material pada citra yang diakuisisi maka lanjut ke tahap pengambilan data, pengolahan data, pembuatan laporan dan selesai.

Mulai

Perancangan Sistem

Pembuatan Sistem

Uji Coba Sistem

Data

Benar

Pengambilan Data

Analisis

Data Hasil

Selesai Ya

Tidak

Langkah kerja penelitian adalah sebagai berikut: 1. Pembuatan Diagram Blok Penelitian

Pada tahap pertama, dilakukan penyusunan blok diagram penelitian guna mempermudah dalam proses penelitian. Diagram blok ini juga dapat mempermudah dalam menyusun sebuah rancangan penelitian jika dalam suatu rancangan terdapat kendala-kendala.

2. Perancangan Sistem

Perancangan alat meliputi perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Alat dirancang untuk sebuah dudukan kamera dan sensor

flexiforce yang dapat digunakan untuk memantau material melalui kamera dan tekanan dengan sensor tersebut. Alat yang dibuat terintegrasi dengan laptop dan software didalamnya untuk proses akuisisi dan pengolahan. Kamera dibuat agar dapat digunakan di dalam air, yaitu melapisi kamera dengan pelapisan kedap air.

3. Pembuatan Sistem

Pembuatan Sistem ada 2 tahapan, yaitu a. Pembuatan Perangkat Keras

Pembuatan alat ini dilakukan dengan menggunakan batang besi berukuran 10 mm dengan panjang masing-masing ± 1 m. Batangan besi tersebut terdiri dari 5 batang dengan batang besi yang dapat dibongkar pasang. Bagian bawah batang besi didesain untuk dapat diletakan sebuah kamera webcam dan sensor berat (flexiforce) yang dapat

39

digunakan di kedalaman air sungai. Perancangan dudukan tersebut disesuaikan dengan kondisi arus maksimal pada sungai.

b. Pembuatan Perangkat Lunak.

Perancangan perangkat lunak ini menggunakan program FreeStudio dan delphi. Delphi digunakan untuk membuat software yang dapat menganalisis citra hasil cuplik kamera. Free studio digunakan untuk mengubah data video ke dalam format gambar, selajutnya gambar tersebut dianalisis partikel/material yang hanyut untuk mengetahui laju.

4. Uji Coba Sistem

Realisasi sistem dilakukan di daerah aliran sungai (DAS). Uji coba ini dilakukan agar dapat mengetahui kinerja sistem yang dibangun. Pengujian sistem dilakukan dengan menangkap partikel/material yang terbawa oleh arus sungai di dalam air dengan menggunakan kamera. Kamera yang digunakan adalah kamera yang sudah dilapisi bahan kedap air agar terlindung terhadap air dan sensor yang digunakan yaitu flexiforce untuk mengetahui tekanan dalam air. Citra yang dihasilkan adalah citra RGB 24 bit yang berfungsi mempermudah pengolahan citra, dengan tampilan latar dasar air.

5. Data

Data yang dihasilkan dari proses akuisisi adalah berupa video dan tekanan. Citra film diolah kembali menggunakan software FreeStudio untuk mendapatkan gambar. Gambar dapat langsung diolah untuk mendapatkan data pengukuran jarak material pada saat awal dan akhir capture.

6. Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan setelah pembuatan dan pengujian alat, kemudian data yang diperoleh digunakan sebagai bahan pembuatan laporan. Pengambilan data dilakukan menggunakan alat seperti pada Gambar 3.4 (a) dengan contoh pengambilan data seperti yang digambarkan pada Gambar 3.4 (b), dimana alat dimasukkan ke dalam air dengan kedalaman 5 – 10 cm dari permukaan.

7. Analisis.

Analisis dilakukan untuk menentukan laju yang ditentukan dari hasil pengukuran material/partikel yang hanyut di sungai. Analisis dilakukan dengan menggunakan software yang telah dibuat untuk mendapatkan data laju material/partikel. Laju tersebut digunakan sebagai data primer (data peninjauan langsung di lapangan) yang akan digunakan untuk menentukan debit aliran.

8. Data Hasil

Data hasil berupa data laju material sedimentasi dan tekanan air sungai.

E. Sistem Akuisisi Data

Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan kamera dan sensor yang sudah terhubung dengan software. Diagram proses akuisisi data dapat dilihat pada Gambar 3.6.

41

Aliran Air

Kamera

Personal Computer

Aliran air

Flexiforce

Pengondisi SInyal

Video Aliran

Air Tekanan

(a) (b)

Gambar 3.6. Proses akuisisi data. (a) video dan (b) tekanan.

Proses akuisisi data yang digunakan untuk pengambilan video aliran dan tekanan aliran pada daerah aliran sungai. Kamera digunakan untuk merekam aliran air dan flexiforce digunakan untuk menentukan tekanan aliran. Tekanan aliran diperoleh dari hasil konversi berat ke tekanan. Konversi secara analog dilakukan menggunakan rangkaian pembagi tegangan yang berfungsi untuk mengkonversi resistansi ke tegangan. Konversi hambatan menjadi tegangan seperti terlihat pada persamaan (3-2)

� = �� � �

� = _{� +�}� � (3-2) dimana;

= 2���;

= _���.

Maka nilai V2 dari hasil z1 dan z2 yang sudah diketahui seperti pada

persamaan (3-3),

� = _{+4� � ��}� (3-3)

Di mana hambatan yang digunakan pada rangkaian adalah 1 MΩ dengan tegangan refrensi (Vcc) 5 volt, L merupakan nilai indukror yang digunakan

dan C kapasitor yang digunakan dan � adalah frekuensi osilasi yang dihasilkan. Sinyal yang dikeluarkan oleh rangkaian pada V2 merupakan sinyal

analog yang diubah dalam bentuk digital sehingga dapat diteruskan ke PC. Proses konversi data analog ke digital dilakukan menggunakan rangkaian mikrokontroler port A yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi digital, seperti terlihat pada Gambar 3.7. Tahap akhir pengkondisi sinyal adalah mengirimkan data digital hasil konversi ke USB port untuk diteruskan ke PC. PC akan menerima sinyal dalam bentuk digital dan data diolah dan dikonversi menggunakan perangkat lunak yang sudah disesuaikan dengan perangkat keras (sensor dan pengondisi sinyal) untuk mendapatkan hasil akhir berupa tekanan. Data hasil akusisi kamera, berupa video aliran air yang ditampilkan pada perangkat lunak pendukung yang dibuat dan disesuaikan dengan kamera. Video yang diperoleh kemudian dianalisis untuk mendapatkan gambar material/partikel yang terbawa oleh arus air.

43

Material/partikel yang terlihat pada aliran air ini yang akan diolah gambarnya untuk mendapatkan laju material sedimen.

Gambar 3.7. Rangkaian pengondisi sinyal.

F. Proses Pengolahan Video

Berdasarkan data video aliran yang diperoleh dengan durasi yang sesuai jumlah memori penyimpanan video (hardisk internal laptop) atau sesuai keinginan pengguna, maka video tersebut dikonversi menjadi sekumpulan gambar. Penjelasan lebih lanjut dari proses pengolahan data dapat dilihat pada Gambar 3.8.

z1

z2

V1

Data Video

Proses Konversi ke Bentuk Gambar

Data Citra

Proses Pengolahan Citra

Data Jarak dan Waktu dari Data

Citra

Gambar 3.8. Proses pengolahan data

Data video yang diperoleh selanjutnya dikonversi menggunakan softwarefree video to jpeg converter ke dalam bentuk gambar. Proses konversi tersebut mengacu pada kecepatan maksimal perekaman yang dilakukan oleh kamera yang digunakan, misalkan pada video tersebut tercatat perekaman selama 168 detik dengan kecepatan perekaman 30 fps (frame per second) maka jumlah gambar yang terbentuk kurang lebih 5062 jumlah gambar dengan masing-masing gambar mengandung informasi waktu 1/30 detik. Gambar yang dihasilkan dari proses konversi kemudian dipilih berdasarkan ada atau tidaknya material pada gambar tersebut, kemudian gambar tersebut diolah menggunakan perangkat lunak yang sesuai dengan perangkat kerasnya.

45

G. Penentuan Laju Material Dalam Aliran

Dalam proses menentukan laju material dalam air dilakukan analisis gambar yang dihasilkan dari proses konversi. Proses konversi dilakukan untuk memilih gambar yang terdapat material/partikel sedimen. Gambar material tersebut dipilih dan dilakukan pengolah citra untuk mengetahui jarak perpindahannya. Untuk menentukan laju material/partikel tersebut dilakukan perhitungan dengan rumus dasar kecepatan seperti persamaan (3-4).

� =

x_t , (3-4) Dimana;

� = laju partikel meter ;

= jarak material A pada t0 dan A pada t1 meter ; � = waktu tempuh material A pada t0 ke A pada t1 detik .

Berikut adalah diagram blok diagram pengolahan citra untuk menentukan laju material/partikel.

Gambar material A

pada t0

Ekualisasi

Smoothing

Thresholding

Gambar Material A

pada t1

Ekualisasi

Smoothing

Thresholding

Hasil Penggabungan

Gambar 3.9. pengolahan gambar.

Penggabungan kedua data gambar dilakukan dengan operasi logika penjumlahan. Prinsip penggabungan dijelaskan pada persamaan matematis (3-5),

, = , � � , (3-5)

penggabungan gambar dilakukan dengan mengubah citra A pada t0 pada Gambar 3.9 gambar material A pada t1 terlebih dahulu di-Not kan, fungsi tersebut bertujuan untuk menghasilkan warna material yang berbeda setelah proses penggabungan sehingga mudah dalam proses pengukuran. Sebelum dilakuka proses penggabungan (deteksi gerak), terlebih dahulu dilakukan ekualisasi untuk

47

mendapatkan kontras warna gambar yang optimal. Proses ekualisasi ini dilakukan dengan persamaan matematis seperti pada persamaan (2-14) pada bab sebelumnya. Kemudian dilakukan smoothing agar tampilan gambar tampak lebih halus. Proses smoothing ini dilakukan menggunakan prinsip pemerataan operasi bertetangga, artinya pemerataan nilai citra (dalam hal ini dimisalkan sebuah titik warna citra) dengan nilai citra yang berada pada sebelahnya seperti pada Gambar 3.10.

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Gambar 3.10. Matrik smoothing.

Gambar 3.10 merupakan permisal sebuah matrik dari sebuah citra, dimana memiliki nilai warna sesuai dengan angka pada Gambar 3.10. Operasi bertetangga pada pengolahan citra smoothing, misal ingin menghaluskan citra pada nilai warna 5 maka nilai warna tersebut ditambahkan nilai tetangga yaitu 5+1+2+3+4+6+7+8+9 selanjutnya dibagikan dengan jumlah kolom warna yang dijumlahkan, dalam hal ini jumlah kolom yang digunakan adalah 9 setelah itu dilakukan proses thresholding. Sebelum proses penggabungan dilakukan proses

thresholding untuk mengubah gambar berwarna menjadi hitam-putih agar memudahkan dalam proses pengukuran. Proses ini dapat ditinjau lebih jelas dengan persamaan (2-15).

H. Alur Pengambilan Data Secara Keseluruhan

Software pendukung pada penelitian ini dibuat menggunakan software borland delphi 7. Software pendukung digunakan untuk proses akuisisi data hingga proses pengolahan data. Ada dua jenis data yang akan diakusisi yaitu data tekanan dan video aliran. Data tekanan akan secara langsung ditampilkan dalam layar akuisisi dan data video akan disimpan dan diolah.

Air/Partikel dalam Air Akuisisi Data Video Citra dan Tekanan Convert Video to jpeg

Pengolahan Citra Penggabunga n Citra Pengukuran Citra Data Laju Partikel dan Tekanan

Free Video to JPG Converter

Borland Delphi 7

Gambar 3.11. Alur proses pengambilan data.

Pada proses pengolahan data seperti diagram Gambar 3.11, langkah pertama proses akuisis data dilakukan dengan rangkaian pada Gambar 3.7 untuk sensor dan kamera secara langsung dapat dihubungkan dengan PC. Data video yang diakuisisi dengan video kemudian diteruskan untuk mengubah jenis video ke dalam citra gambar, citra gambar yang diperoleh kemudian diolah (teori pengolahan dijelaskan pada subab G pada Bab ini) untuk memperoleh citra yang mudah dianalisis. Analisis gambar dibutuhkan untuk memperoleh informasi jarak perpindahan partikel/material yang akan diamati, selanjutnya jarak digunakan

49

untuk menghitung kecepatan material tersebut untuk mendapatkan data kecepatan dengan cara membagi nilai jarak yang diperoleh dengan waktu yang dibutuhkan partikel untuk berpindah posisi. Langkah pertama menentukan waktu perubahan gambar dari kumpulan gambar hasil konversi dengan cara menentukan kecepatan rekaman yang dilakukan oleh kamera dengan menggunakan persamaan (3-6).

� = ℎ � (3-6)

Persamaan (3-6) merupakan persamaan untuk mencari kecepatan dimana satuan dari kecepatan rekam ini adalah frame per second (fps). Untuk mendapatkan data waktu untuk setiap frame –nya (gambar) yaitu dengan persamaan (3-6).

� =

� (3-7)

Persamaan (3-7) merupakan persamaan untuk menentukan waktu (t), dimana persamaan ini merupakan persamaan yang menerangkan bahwa kumpulan gambar hasil konversi dari video ke gambar sesuai pada persamaan (3-7) membutuhkan waktu perubahan dari posisi satu ke posisi dua. Langkah teakhir menentukan nilai kecepatan dengan membagi jarak hasil pengukuran material yang sudah dilakukan dengan waktu perubahan gambar (Persamaan (3-7)), seperti pada persamaan (3-4).

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan. Adapun kesimpulan tersebut adalah,

1. Tekanan pada sensor flexiforce pada penelitana ini baik digunakan dalam

range pengukuran < 7 kg.

2. Tingkat keberhasilan sensor tekanan rata – rata mencapai 94,671%. 3. Program dapat mengukur range terkecil dari penggaris dengan tinggkat

presentase keberhasilan tertinggi pada objek berjarak 3 cm mencapai 99,992% dan presentase keberhasilan terendah pada objek berjarak 4 cm mencapai 95,436%.

4. Nilai yang terukur dengan menggunakan metode image processing

memiliki nilai selisih rata-rata terkecil sebesar 0,08 terhadap metode apung.

86

B. Saran

Adapun saran pada penelitian ini yaitu gunakan sensor tekan yang rentang ukurnya lebih kecil, untuk mendapatkan ketelitian pengukuran tekanan yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, B., & Firdausy, K. (2005). Teknik Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Andi.

Agustini, T., Jumarang, M. I., & Ihwan, A. (2013). Simulasi Pola Sirkulasi Arus di Muara Kapuas Kalimantan Barat. Prisma Fisika, Vol. 1, No. 1, 33 - 39. Alamsyah, S. (2006). Merakit Sendiri Alat Penjernih Air Untuk Rumah Tangga.

Jakarta: Kawan Pustaka.

Alimudin, A. (2012). Pendugaan Sedimentasi pada DAS Mamasa di Kab. Mamasa Propinsi Sulawesi Barat. Program Studi Keteknikan Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian (p. 18). Makassar: Universitas Hasanuddin.

Anasiru, T. (2006). Angkutan Sedimen pada Muara Sungai Palu. Jurnal SMARTek, Vol. 4, No. 1, 25 - 33.

Andrianto, H. (2013). Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR). Bandung: Informatika.

Azareh, S., Afzalimehr, H., Poorhosein, M., & Singh, V. P. (2014, 3(3)). Contribution of Form Friction to Total Friction Factor. International Journal of Hydraulic Engineering, 77-84.

Chaudhry, M. (2008). Open-Channel Flow Second Edition. Columbia: Springer. DVDVideoSoft. (2014, Januari 24). free-studio.joydownload.com. Retrieved

Maret 13, 2014, from free-studio.joydownload.com: http://free-studio.joydownload.com/?c=45&gclid=CITGiZ6dj70CFUhT4god0xoA-A Edhy, W. K., Muid, A., & Jumarang, M. I. (2013). Rancang Bangun Instrumen

Pengukuran Kecepatan Arus Air Berdasarkan Sistem Kerja Baling - Baling. Prisma Fisika, Vol. 1, No. 3, 132-136.

Fadlisyah, Fahmi, & Kurniawan, D. (2010). Pemrograman Kamera PC Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Fernandez, C., & Maloigne. (2013). Advanced Color Image Processing and Analysis. New York: Springer.

Fraden, J. (2004). Handbook of Modern Sensors Physics, Designs, and Applications. New York: Springer.

Galla, F. W., Mauboy, E., & Putra, M. (2012). Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) pada Saluran Irigasi di Sungai Aesesa Kecamatan Aesesa Kabupaten Nagekeo. Jurnal Media Elektro, Vol. 1, No. 2, 45 - 49. Hatmoko, W., & Triweko, R. (2011). Pengolahan Alokasi Air pada Wilayah

Sungai. Surakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air. Husain, Z., Abdullah, Z., & Alimudin, Z. (2008). Basic Fluid Mechanics and

Hydraulic Machines. Giriraj Lane, Sultan Bazar: BS Publication.

Iriyani, A., & Prama, K. D. (2008). Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Metode Usle. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijarpranata (p. 6). Semarang: Universitas Katolik Soegijarpranata.

Jati, B. E., & Priyambodo, T. K. (2007). Fisika Dasar untuk Mahasiswa Ilmu - ilmu Eksakta dan Teknik. Yogyakarta: Penerbit Andi.

Jones, L. D., & Chin, A. F. (-). Electronic Insurments and Measurements 2nd Edition. -: Prentice - Hall International Editions.

Kodoatie, R. J. (2009). Perana Hutan dalam Pengendalian Bencana Banjir, Kekeringan, Tanah Longsor (Identifikasi Masalah dan Teknik Pengendalian). P3HKA (pp. 14-15). Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konversi Alam (P3HKA).

Kodoatie, R., & Syarief, R. (2010). Tata Ruang Air. Jogjakarta: Penerbit Andi. Mananoma, T., Sudjarwadi, & Legono, D. (2005). Prediksi Transpor Sedimen di

Sungai Guna Pengendalian Daya Rusak Air. Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI XXII, 1 - 9.

Mokonio, O. (2013). Analisis Sedimentasi di Muara Sungai Saluwongko di Desa Tounelet Kecamatan Kakas Kabupaten Minahasa. Jurnal Sipil Statik Vol.1 No.6, ISSN: 2337-6732, 452-458.

Morris, A. S. (2001). Measurement and Instrumentation Principles. London: Butterworth-Heinemann.

Novianta, M. A. (2010). Alat Ukur Kecepatan Fluida dengan Efek Dopler Menggunakan Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Teknologi, Vol. 3, No. 1, 1-9.

Prasetyo, E. (2011). Pengolahan Citra Digital dan Aplikasinya Menggunakan Matlab. Yogyakarta: Andi.

Prinyantini, N. Y., & Irjan. (2009). Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis Mikrokontroler AT89S8252. Jurnal Neutrino, Vol. 2, No. 1, 74. Priyantini, N. Y. (2010). Sistem Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis

Mikrokontroler At89S8252. Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

(pp. 9-10). Malang: Universitas Islam Negri Maulana Malik. Putra, D. (2010). Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: Andi.

Rahayu, S., Widodo, R. H., Noordwijk, M. v., Suryadi, I., & Verbist, B. (2009).

Monitoring Air di Daerah Aliran Sungai. Bogor: World Agroforestry Centre.

Ratnata, W., Surya , W., & Somantri, M. (2013). Analisis Potensi Pembangkit Tenaga Listrik di Saluran Air Sekitar Universitan Pendidikan Indonesia.

FPTK EXPO 2013, 254-261.

Ripka, P., & Tipek, A. (2007). Modern Sensors Handbook. United States: ISTE Ltd.

Sears, F. W., & Zemansky, M. W. (1994). Fisika untuk Universitas 1 Mekanika, Panas dan Bunyi. Jakarta: Binacipta.

Subekti, R. A. (2010). Survey Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Kuta Malaka Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nagroe Aceh Darusalam.

Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology, Vol. 01, No. 1, 5 - 12.

Sugiri, & Supriyadi, M. (2006). Program Sistem Pengendali dengan Delphi.

Yogyakarta: Andi.

Syaryadhi, M., Adria, A., & Abidin, N. (2008). Alikasi Sensor Flexi Force pada Alat Ukur Berat Badan Bayi Berbasis Mikrokontroler AT89C51. Jurnal Rekayasa Elektrika, Vol. 7, No. 2, 9-17.

Tekscan, I. (2014, - -). flexible-force-sensors. Retrieved April 23, 2014, from www.tekscan.com: http://www.tekscan.com/flexible-force-sensors

Utari, E. L. (2010). Telemetri Suhu Berbasis Komputer. Jurnal Teknologi, Vol. 3, No. 2, 154-160.

Rijn,van L. (1993). Principles of Sediment Transport in River, Estuaries and Costal Seas. Netherlands: Aqua Publications.

Verbist, B., Putra, A. E., & Budidarsono, S. (2004). Penyebab Alih Guna Lahan Dan Akibatnya Terhadap Fungsi Daerah Aliran SUngai (DAS) Pada Laneskap Agroforestri Berbasis Kopi di Sumatra. Agrivita Vol. 26, No.1, 29 - 38.

Wahid, A. (2009). Model Pengembangan Laju Sedimentasi di Waduk Bakaru Akibat Erosi yang Terjadi di Hulu Sub DAS Mamasa Propinsi Sulawesi Selatan. Jurnal SEMARTek, Vol. 7, No.1, 1 - 12.

Wibisono, S. (2011). Pengantar Ilmu Kelautan. Jakarta: Gramedia.

Widiyanti, N. M., & Ristianti, N. P. (2004). Analisis Kualitatif Bakteri Koliform Pada Depo Air Minum Isi Ulang di Kota Singaraja Bali. Jurnal Ekologi Kesehatan Vol. 3, No. 1, 64 - 73.

Wiwoho. (2005). Model Identifikasi Daya Tampung Beban Cemaran Sungai dengan Qual2e. Program Magister Ilmu Lingkungan (p. 3). Semarang: Universitas Diponegoro.

Yuliastuti, E. (2011). Kajian Kualitas Air Sungai Ngeringo Karang Anyar dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Air. Program Megister Ilmu Lingkungan

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan. Adapun kesimpulan tersebut adalah,

1. Tekanan pada sensor flexiforce pada penelitana ini baik digunakan dalam range pengukuran < 7 kg.

2. Tingkat keberhasilan sensor tekanan rata – rata mencapai 94,671%. 3. Program dapat mengukur range terkecil dari penggaris dengan tinggkat

presentase keberhasilan tertinggi pada objek berjarak 3 cm mencapai 99,992% dan presentase keberhasilan terendah pada objek berjarak 4 cm mencapai 95,436%.

4. Nilai yang terukur dengan menggunakan metode image processing memiliki nilai selisih rata-rata terkecil sebesar 0,08 terhadap metode apung.

86

B. Saran

Adapun saran pada penelitian ini yaitu gunakan sensor tekan yang rentang ukurnya lebih kecil, untuk mendapatkan ketelitian pengukuran tekanan yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, B., & Firdausy, K. (2005). Teknik Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Andi.

Agustini, T., Jumarang, M. I., & Ihwan, A. (2013). Simulasi Pola Sirkulasi Arus di Muara Kapuas Kalimantan Barat. Prisma Fisika, Vol. 1, No. 1, 33 - 39. Alamsyah, S. (2006). Merakit Sendiri Alat Penjernih Air Untuk Rumah Tangga.

Jakarta: Kawan Pustaka.

Alimudin, A. (2012). Pendugaan Sedimentasi pada DAS Mamasa di Kab. Mamasa Propinsi Sulawesi Barat. Program Studi Keteknikan Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian (p. 18). Makassar: Universitas Hasanuddin.

Anasiru, T. (2006). Angkutan Sedimen pada Muara Sungai Palu. Jurnal SMARTek, Vol. 4, No. 1, 25 - 33.

Andrianto, H. (2013). Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR). Bandung: Informatika.

Azareh, S., Afzalimehr, H., Poorhosein, M., & Singh, V. P. (2014, 3(3)). Contribution of Form Friction to Total Friction Factor. International Journal of Hydraulic Engineering, 77-84.

Chaudhry, M. (2008). Open-Channel Flow Second Edition. Columbia: Springer. DVDVideoSoft. (2014, Januari 24). free-studio.joydownload.com. Retrieved

Maret 13, 2014, from free-studio.joydownload.com: http://free-studio.joydownload.com/?c=45&gclid=CITGiZ6dj70CFUhT4god0xoA-A Edhy, W. K., Muid, A., & Jumarang, M. I. (2013). Rancang Bangun Instrumen

Pengukuran Kecepatan Arus Air Berdasarkan Sistem Kerja Baling - Baling. Prisma Fisika, Vol. 1, No. 3, 132-136.

Fadlisyah, Fahmi, & Kurniawan, D. (2010). Pemrograman Kamera PC Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Fernandez, C., & Maloigne. (2013). Advanced Color Image Processing and Analysis. New York: Springer.

Fraden, J. (2004). Handbook of Modern Sensors Physics, Designs, and Applications. New York: Springer.

Galla, F. W., Mauboy, E., & Putra, M. (2012). Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) pada Saluran Irigasi di Sungai Aesesa Kecamatan Aesesa Kabupaten Nagekeo. Jurnal Media Elektro, Vol. 1, No. 2, 45 - 49. Hatmoko, W., & Triweko, R. (2011). Pengolahan Alokasi Air pada Wilayah

Sungai. Surakarta: Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air. Husain, Z., Abdullah, Z., & Alimudin, Z. (2008). Basic Fluid Mechanics and

Hydraulic Machines. Giriraj Lane, Sultan Bazar: BS Publication.

Iriyani, A., & Prama, K. D. (2008). Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Metode Usle. Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijarpranata (p. 6). Semarang: Universitas Katolik Soegijarpranata.

Jati, B. E., & Priyambodo, T. K. (2007). Fisika Dasar untuk Mahasiswa Ilmu - ilmu Eksakta dan Teknik. Yogyakarta: Penerbit Andi.

Jones, L. D., & Chin, A. F. (-). Electronic Insurments and Measurements 2nd Edition. -: Prentice - Hall International Editions.

Kodoatie, R. J. (2009). Perana Hutan dalam Pengendalian Bencana Banjir, Kekeringan, Tanah Longsor (Identifikasi Masalah dan Teknik Pengendalian). P3HKA (pp. 14-15). Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konversi Alam (P3HKA).

Kodoatie, R., & Syarief, R. (2010). Tata Ruang Air. Jogjakarta: Penerbit Andi. Mananoma, T., Sudjarwadi, & Legono, D. (2005). Prediksi Transpor Sedimen di

Sungai Guna Pengendalian Daya Rusak Air. Pertemuan Ilmiah Tahunan HATHI XXII, 1 - 9.

Mokonio, O. (2013). Analisis Sedimentasi di Muara Sungai Saluwongko di Desa Tounelet Kecamatan Kakas Kabupaten Minahasa. Jurnal Sipil Statik Vol.1 No.6, ISSN: 2337-6732, 452-458.

Morris, A. S. (2001). Measurement and Instrumentation Principles. London: Butterworth-Heinemann.

Noordwijk, M. v., Agus, F., Suprayogo, D., Hairiah, K., Pasya, G., Verbist, B., & Farida. (2004). Peranan Agroforestri Dalam Mempertahankan Fungsi Hidrologi Daerah Aliran Sungai. Agrivita Vol. 26, No.1, 1 - 8.

Novianta, M. A. (2010). Alat Ukur Kecepatan Fluida dengan Efek Dopler Menggunakan Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Teknologi, Vol. 3, No. 1, 1-9.

Prasetyo, E. (2011). Pengolahan Citra Digital dan Aplikasinya Menggunakan Matlab. Yogyakarta: Andi.

Prinyantini, N. Y., & Irjan. (2009). Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis Mikrokontroler AT89S8252. Jurnal Neutrino, Vol. 2, No. 1, 74. Priyantini, N. Y. (2010). Sistem Pengukuran Kecepatan Arus Air Sungai Berbasis

Mikrokontroler At89S8252. Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi (pp. 9-10). Malang: Universitas Islam Negri Maulana Malik.

Putra, D. (2010). Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: Andi.

Rahayu, S., Widodo, R. H., Noordwijk, M. v., Suryadi, I., & Verbist, B. (2009). Monitoring Air di Daerah Aliran Sungai. Bogor: World Agroforestry Centre.

Ratnata, W., Surya , W., & Somantri, M. (2013). Analisis Potensi Pembangkit Tenaga Listrik di Saluran Air Sekitar Universitan Pendidikan Indonesia. FPTK EXPO 2013, 254-261.

Ripka, P., & Tipek, A. (2007). Modern Sensors Handbook. United States: ISTE Ltd.

Sears, F. W., & Zemansky, M. W. (1994). Fisika untuk Universitas 1 Mekanika, Panas dan Bunyi. Jakarta: Binacipta.

Subekti, R. A. (2010). Survey Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro di Kuta Malaka Kabupaten Aceh Besar Provinsi Nagroe Aceh Darusalam. Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology, Vol. 01, No. 1, 5 - 12.

Sugiri, & Supriyadi, M. (2006). Program Sistem Pengendali dengan Delphi. Yogyakarta: Andi.

Syaryadhi, M., Adria, A., & Abidin, N. (2008). Alikasi Sensor Flexi Force pada Alat Ukur Berat Badan Bayi Berbasis Mikrokontroler AT89C51. Jurnal Rekayasa Elektrika, Vol. 7, No. 2, 9-17.

Tekscan, I. (2014, - -). flexible-force-sensors. Retrieved April 23, 2014, from www.tekscan.com: http://www.tekscan.com/flexible-force-sensors

Utari, E. L. (2010). Telemetri Suhu Berbasis Komputer. Jurnal Teknologi, Vol. 3, No. 2, 154-160.

Rijn,van L. (1993). Principles of Sediment Transport in River, Estuaries and Costal Seas. Netherlands: Aqua Publications.

Verbist, B., Putra, A. E., & Budidarsono, S. (2004). Penyebab Alih Guna Lahan Dan Akibatnya Terhadap Fungsi Daerah Aliran SUngai (DAS) Pada Laneskap Agroforestri Berbasis Kopi di Sumatra. Agrivita Vol. 26, No.1, 29 - 38.

Wahid, A. (2009). Model Pengembangan Laju Sedimentasi di Waduk Bakaru Akibat Erosi yang Terjadi di Hulu Sub DAS Mamasa Propinsi Sulawesi Selatan. Jurnal SEMARTek, Vol. 7, No.1, 1 - 12.

Wibisono, S. (2011). Pengantar Ilmu Kelautan. Jakarta: Gramedia.

Widiyanti, N. M., & Ristianti, N. P. (2004). Analisis Kualitatif Bakteri Koliform Pada Depo Air Minum Isi Ulang di Kota Singaraja Bali. Jurnal Ekologi Kesehatan Vol. 3, No. 1, 64 - 73.

Wiwoho. (2005). Model Identifikasi Daya Tampung Beban Cemaran Sungai dengan Qual2e. Program Magister Ilmu Lingkungan (p. 3). Semarang: Universitas Diponegoro.

Yuliastuti, E. (2011). Kajian Kualitas Air Sungai Ngeringo Karang Anyar dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Air. Program Megister Ilmu Lingkungan (p. 7). Semarang: Universitas Diponegoro.