10
dengan kisaran sepertiga hingga duapertiga nilai +V
cc
Gambar 23 Bentuk gelombang pada rangkaian astable multivibrator.
Frekuensi keluaran
astable multivibrator dinyatakan sebagai f = 1T. ini
menunjukkan sebagai total waktu yang diperlukan
untuk pengisian
dan pengosongan kapasitor. Waktu pengisian
ditunjukkan pada t
1
dan t
3
jika dinyatakan dalam satuan detik t
1
= 0.693 Ra+Rb C. untuk waktu pengosongan yaitu pada t
2
dan t
4
sehingga jika dinyatakan dalam satua detik t
2
= 0.693 Rb C. dalam satu putaran peride maka T = t
1
+ t
2
atau T = t
3
+ t
4
, sehingga nilai f dapat diperoleh
C x
2 2R
1 R
1.44 f
+ =
...........1 Nilai
R sangat
penting digunakan.pada rangkaian astable ini Ra
dan Rb dapat digunakan pada skala 1k Ohm hingga 1M Ohm sedangkan untuk nilai
kapasitor menggunakan nilai-nilai yang umum
• Nilai
Rb mempengaruhi
besarnya frekuensi dengan asumsi nilai Rb harus
lebih besar dari nilai Ra sehingga nilai Tm hampir sama dengan Ts. Nilai yang
dianjurkan adalah Ra = 110 R2. sehingga digunakan persamaan
0.7 R2 =
f × C1
• Nilai yang dianjurkan untuk Ra adalah
1k Ohm, namun untuk variasi panjang Tm dan Ts untuk nilai Ra dapat lebih
kecil dari minimum atau sebaliknya.
• Jika menggunakan nilai yang berubah-
ubah resistor variable maka disarankan untuk menggunakan Rb.
• Jika Ra yang digunakan sebagai R
variable paling sedikit menggunakan 1k Ohm pada keadaan tersebut maka Rb
tidak dapat digunakan sebagai R variabel.
2.7.2 Hambatan Listrik
Hambatan suatu
bahan R
didefinisikan sebagai berbandingan antara tegangan terpasang V dengan arus listrik I
yang mengalir akibat adanya beda tegangan tersebut. Besar hambatan suatu konduktor
bergantung
pada jenis
bahan, luas
penampang dan panjangnya. Besarnya suatu hambatan pada
suatu bahan konduktor dapat diketahui dengan persamaan berikut:
A l
ρ R
= ................................... 2
dengan R = Hambatan Ω
ρ = Hambatan tahanan jenis Ω m
tergantung pada jenis kawat A = Luas Penampang m
2
Tabel dibawah ini merupakan nilai resistivity untuk air yang digolongkan
berdasarkan perbedaan jenis air. Resistivity merupakan perbandingan antara besar medan
listrik berdasar besar arus dalam satuan ohm meter Ωm.
Tabel 3. Klasifikasi Resistivity Air J. Bernard, April 2003
Type of
Water Resistivity
Ohm.m Condu
ctivity MicroS
cm Salinit
y Mgl
Very fresh
200 50
35 Fresh
20 500
350 Salted
10 1.000
700 Very
salted Sea
Water 0.3
30.000 21.000
Usual rule drinkable water resistivity10 ohm.m conductivity 0.7 gl
2.7.3 Resistance Wire
Resistance Wire adalah kawat elektrik yang mempunyai sifat sukar
teroksidasi dan memiliki nilai resistansi yang cukup tinggi. Dalam pemanfaatannya
resistance wire digunakan untuk penghasil hambatan dan sebagai elemen penimbul
panas, seperti heaters, oven, pemanggang. Resistance wire pada umumnya terbuat dari
bahan Nichrome yaitu Nikel Ni dan Chromium Cr yang merupakan bahan non
magnetik. Bahan tersebut memiliki nilai resistan yang tinggi dan sukar teroksidasi
pada keadaan temperatur yang tinggi
11
Tabel 4 Jenis Resistance wire
2.7.4 Korosi
Korosi adalah
suatu proses
degradasideteriosasiperusakan material
yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan yang bersifat khemis, fisis dan biologis.
Korosi ini dapat terjadi pada semua logam, terutama yang berhubungan dengan udara
atau cairan yang korosif Rochati, 1995; Pohlman, 1996; Supardi, 997. lingkungan
yang asam pH 1 – pH 4 dapat mempercepat terjadinya korosi, Baboin,
1996; Supardi, 1997.
Gambar 24. Korosi
Menurut teori korosi elektro kimia, korosi pada logam disebabkan karena pada
umunya logam memiliki komposisi kimia yang tidak homogen, akibatnya akan ada
perbedaan potensial
yang dapat
menimbulkan korosi.
Bagian yang
12
berpotensial lebih rendah akan menjadi anoda sedangkan yang berpotensial tinggi
akan menjadi katoda Dexter, 1995; Rochati, 1995; Koger, 1996; Supardi, 1997
Setiap logam mempunyai sifat reduktor, karena cenderung melepaskan
elektron mengalami oksidasi. reduktor kuat mempunyai sifat mudah melepasakan kalor
dan sebaliknya. Urutan logam-logam dari yang reduktor terkuat hingga reduktor
terlemah tersusun dalam deret volta, K-Ba- Ca-Na-Mg-Al-Mn-H2O-Zn-Cr-Fe-Cd-Co-
Ni-Sn-Pb-H-Cu-Hg-Ag-Pt-Au.
Suatu logam
mampu mereduksi
ion-ion di
kanannya tetapi tidak mampu mereduksi ion- ion di kirinya
Pencegahaan korosi lingkungan dilakukan dua hal yaitu pemilihan material
tahan korosi dan lapis lindung pada logam. Pemilihan
material dilakukan
dengan melihat spesifikasi dari material tersebut,
pada umumnya dilihat dari komposisi pemadu unsur-unsur didalam logam untuk
meningkatkan ketahanan korosi
Unsur-unsur pemadu
dalam besibaja tersebut adalah Carbon C,
Mangan Mn, Silikon Si. Sulfur S, Pospor P, Krom Cr, Molibdenum Mo,
Nikel Ni, Almunium Al, Tembaga Cu, Vanadium V, Boron B, Titanium Ti,
Nitrogen N, Kolumbium Cb, Kobalt Co, Tusten W.
13
III. METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan
di Workshop
Instrumentasi Meteorologi,
Departemen Geofisika dan Meteorologi, FMIPA IPB. Berawal pada bulan Februari
2007 hingga Januari 2008
3.2 Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain
• Resistance wire
• Pipa PVC
• Perlengkapan workshop Mekatronik
3.3 Metode Penelitian
Metode penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan, yaitu ;
3.3.1 Studi Literatur
Tahap awal yang dilakukan adalah studi literatur dengan tujuan memperoleh
informasi mengenai karakteristik AWLR, sifat resistansi air
3.3.2 Pemilihan Jenis Sensor
Jenis sensor yang digunakan adalah elektroda yang sulit teroksidasi karena
sensor terendam dalam larutan air yang tercampur oleh banyak unsur senyawa.
selain eletroda yang sulit teroksidasi, elektroda tersebut juga memilki nilai
resistansi tinggi. Nilai resistansi kawat sensor semakin tinggi maka resistansi yang
dihasilkan
saat pengukuran
tidak terpengaruhi oleh nilai resistansi air. dengan
persamaan A
l R
ρ =
............................... 3 semakin kecil luas penampang A semakin
tinggi nilai resistansinya.
3.3.3 Simulasi dan Pembuatan Sensor
Sensor pengukur tinggi muka air untuk penelitian ini menggunakan prisip
elektron yang
memanfaatkan sifat
elektrokimia air. Nilai resistansi yang dihasilkan adalah nilai resistansi total sensor
ditambah resistansi air yang memiliki sifat variatif. Aliran resistansi pada sensor ini
adalah R
sensor 1
+ R
air
+ R
sensor 2
. Nilai tinggi permukaan air didapat dari terjadinya kontak
short pada permukaan air dengan kedua sensor tersebut.
R hasil pengukuran = R
a
+ R
b
+ R
c
R
a
= R
b
R
c
sehingga nilai R
c
dapat diabaikan
Gambar 25. Skematik Resistansi Sensor
Kebutuhan sensor dengan nilai resistansi
yang sangat
tinggi maka
diperlukan resistance wire yang sangat panjang dan pada umumnya diperlukan alat
ukur tinggi muka air yang mampu mengukur hingga 3 meter, maka dalam penelitian ini
menggunakan metode lilitan pada pipa. Tahap awal dalam simulasi sensor ini yaitu
menentukan besarnya nilai resistansi sensor, panjang sensor, dan perancangan sensor
dengan metode lilitan pada pipa.
Terdapat 2 sensor dengan nilai resistansi yang sama, kedua sensor tersebut
tidak saling kontak, keadaan short hanya saat terendam oleh air. Pada penelitian ini
menggunakan metode lilitan 2 kawat sensor dalam 1 pipa yaitu dalam 1 pipa terdapat 2
kawat, jarak antar kawat sensor harus sedekat mungkin agar resistansi sensor tidak
terganggu dengan perubahan nilai resistansi air. Setelah diketahui panjang sensor dan
jarak antar sensor yang dibutuhkan maka didapat jumlah lilitan dalam ketinggian 3
meter. Penggunaan pipa PVC sebagai tempat lilitan sensor selain mudah didapat pipa PVC
ini cukup tahan terhadap air dan perubahan cuaca.
Gambar 26. Metode lilitan 2 kawat sensor dalam 1 pipa
Permukaan air R
a
R
b
Air Sensor 1
Sensor 2
R
c
