SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH MENGGUNAKAN DS18B20 DAN PERHITUNGAN RESISTIVITAS TANAH MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER

ii ABSTRAK

SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH MENGGUNAKAN DS18B20 DAN PERHITUNGAN RESISTIVITAS TANAH MENGGUNAKAN METODE

GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER

Oleh

Dwi Vaolina Sari

Karakteristik tanah yang penting adalah suhu dan resistivitas. Penelitian ini mengukur suhu tanah dengan sensor DS18B20. Beda potensial diukur dengan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Wenner dan arus diukur dengan multimeter digital. Pengukuran dikendalikan oleh Arduino Uno. Jenis logam, yaitu stainless. Jarak setiap logam adalah 10 cm. Rata-rata nilai suhu pasir adalah 28.70C, suhu tanah kebun adalah 27.310C, dan suhu tanah di jurusan Fisika adalah 26.20C. Resistivitas pasir adalah 2422.748 Ωm,

resistivitas tanah kebun adalah 22.81712 Ωm, dan resistivitas tanah di jurusan Fisika adalah 16.3033 Ωm. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai suhu meningkat

maka nilai resitivitas meningkat.

i

ABSTRACT

MEASUREMENT OF SOIL TEMPERATURE USING DS18B20 AND ITS

RESISTIVITY USING WENNER’S CONFIGURATION OF GEOELECTRIC METHOD

By

Dwi Vaolina Sari

The important characteristics of soil are temperature and resistivity. This research measured the soil temperature using DS18B20 sensor. The potential difference has been measured by the geoelectric using Wenner configuration and the current has been measured by the digital multimeter. The measurement is controlled by Arduino Uno. This type of metal is steel. The distance of each metal is 10 cm. The average value of the sand temperature was 28.70C, garden soil temperature was 27.310C, and soil temperature at the Department of Physics was 26.20C. Resistivity sand was 2422.748 Ωm, garden soil resistivity was 22.81712 Ωm, and soil resistivity at the Department of Physics was 16.3033 Ωm. The results showed that if the temperature increases, so the value increases resistivity.

iii

SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH MENGGUNAKAN DS 18B20 DAN PERHITUNGAN RESISTIVITAS TANAH MENGGUNAKAN

METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER

Oleh

DWI VAOLINA SARI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA SAINS

Pada Jurusan Fisika

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2015

iv

Judul Skripsi :SISTEM PENGUKURAN SUHU TANAH

MENGGUNAKAN DS18B20 DAN

PERHITUNGAN RESISTIVITS TANAH MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI WENNER Nama Mahasiswa :Dwi Vaolina Sari

Nomor Pokok Mahasiswa :1117041010

Jurusan :Fisika

Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

MENYETUJUI 1.Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Warsito, D.E.A Arif Surtono, M.Si, M.Eng NIP 19710212 199512 1 001 NIP 19710909 200012 1 001

2.Ketua Jurusan Fisika FMIPA

Dr. Yanti Yulianti, M.Si NIP 19751219 200012 2 003

v

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Prof. Dr. Warsito, D.E.A ...

Sekretaris : Arif Surtono, M.Si., M.Eng ... Penguji

Bukan Pembimbing: Gurum Ahmad Pauzi, M.T ...

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Prof. Suharso,Ph.D

vi

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah dilakukan oleh orang lain, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang 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 pernyatan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenakan sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.

Bandar Lampung, Oktober 2015

Dwi Vaolina Sari NPM 1117041010

ix

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Dwi Vaolina Sari dilahirkan pada tanggal 13 April 1994 di Sekampung Lampung Timur. Anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan Alm.Bapak Kasiman dan Alm.Ibu Tuti Minarni. Pendidikan dasar penulis diselesaikan pada tahun 2005 di SDN1 Sribasuki, kemudian melanjutkan pendidikan tingkat SMPN2 Batanghari diselesaikan pada tahun 2008. Pendidikan tingkat atas dilanjutkan di SMAN 5 Metro selesai pada tahun 2011. Pada tahun 2011 penulis terdaftar sebagai mahasiswi Fisika FMIPA melalui jalur SNMPTN tertulis.

Selama menjadi mahasiswi, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI), Rohani Islam dan NATURAL lembaga pers mahasiswa FMIPA Unila. Pada bulan Januari – Februari 2014 penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di bidang Instrumentasi PT. Krakatau Steel (Persero) Tbk.

Cilegon dengan judul,” Analisis Rangkaian Pengendali Travelling Crane di IWSC pada Pabrik Cold Rolling Mill PT. Krakatau Steel (Persero) Tbk. Cilegon”. Selama menjadi mahasiswi penulis pernah menjadi asisten lab elektonika dasar I, asisten lab elektronika dasar II, asisten lab sensor dan Pengkondisian Sinyal, asisten lab sistem digital, asisten lab pemrograman komputer dan asisten lab fisika komputasi.

vii

Penuh rasa syukur kepada Allah raja semesta alam, Saya persembahkan karya ini untuk orang-orang yang saya cintai

dan saya sayangi karena Allah SWT

Alm.Ayah dan Alm.Bunda

Terima kasih atas keikhlasan, cinta dan cita yang sudah diberikan

Mas

Deni

Terima kasih segala Perjuangannya

Bapak-Ibu Dosen dan Bapak- Ibu Guru

Terima kasih atas ilmu pengetahuan dan budi pekerti

yang telah membuat saya mandiri serta dewasa

dan

Almamater saya Universitas Lampung

viii MOTTO

“Wahai Orang-orang yang Beriman Mengapa Kamu mengatakan Sesuatu

yang tidak Kamu Kerjakan? “ QS. As-Shaff : 2

“Siapa yang Menempuh Jalan Menuntut Ilmu maka Allah akan Mudahkan Jalan untuknya Ke Surga”(Abu Hurairah)

vii

Penuh rasa syukur kepada Allah raja semesta alam, Saya persembahkan karya ini untuk orang-orang yang saya cintai

dan saya sayangi karena Allah SWT

Alm.Ayah dan Alm.Bunda

Terima kasih atas keikhlasan, cinta dan cita yang sudah diberikan

Mas

Deni

Terima kasih segala Perjuangannya

Bapak-Ibu Dosen dan Bapak- Ibu Guru

Terima kasih atas ilmu pengetahuan dan budi pekerti

yang telah membuat saya mandiri serta dewasa

dan

Almamater saya Universitas Lampung

xi

SANWACANA

Alhamdullilah, 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 terimakasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Warsito, D.E.A. dan Bapak Arief Surtono, S.Si.,M.Si.,M.Eng. atas kesediannya sebagai pembimbing.

2. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si.,M.T. atas kesediannya sebagai penguji. 3. Bapak Posman Manurung, M.Si.,Ph.D. Atas kesediannya membantu dalam

meminjamkan buku untuk memahami teori yang digunakan.

4. Bapak Drs. Ediman Ginting, M.Si. selaku Pembimbing Akademin (PA). 5. Para Dosen serta karyawan di Jurusan Fisika MIPA Universita Lampung. 6. Kedua Alm. orang tua saya yang sudah memberikan semangat untuk terus

berkarya.

7. Mas Deni, Kakak dan Mb iim di Jawa, Mb Defi Setia, Mb Olif, Mb Dwi Puji Astuti, Mb Ulum, Umi Latifah, Vivi, dan Sunarsih atas material dan motivasi yang telah diberikan.

8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2011: Putri, Nawira, Yuni, Fatul, Sammy, Rizal, Ali, Dewi, Umi Roh, Annisa, Puji, Luluk, Shinta, teteh Naila dan semua pihak yang telah membantu dan memberikan keceriaan.

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

Bandar Lampung, Oktober 2015 Penulis

xii DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR GAMBAR ... iii

DAFTAR TABEL ... iv

I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 5

1.3.Tujuan Penelitian ... 5

1.4.Batasan Maslah ... 6

1.5.Manfaat Penelitian ... 6

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Penelitian Sebelumnya ... 7

2.2.Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya ... 8

2.3.Teori Dasar ... 9

2.3.1. Tanah ... 9

2.3.2. Air Tanah ... 10

2.3.3. Kelembaban Tanah... 10

2.3.4. Sifat Listrik Batuan ... 11

2.3.5. Hukum Coulomb ... 12

2.3.6. Medan Listrik ... 13

2.3.7. Potensial Listrik ... 13

2.3.8. Arus Listrik ... 16

2.3.9. Hukum Ohm ... 17

2.3.10.Metode Geolistrik Resistivitas ... 19

2.3.11.Elektroda Arus Tunggal di Permukaan Tanah Homogen ... 19

2.3.12.Dua Elektroda Arus di Permukaan Tanah Homogen ... 23

2.3.13.Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial ... 26

2.3.14.Sensor DS 18B20 ... 27

2.3.15.Arduino Uno ... 28

2.3.16.Media Penyimpanan Data ... 31

2.3.17.Serial Logger ... 32

2.3.18.Real Time Clock ... 33

2.3.19.Liquid Crystal Disply (LCD) ... 34 Halaman

xiii

3.1.Waktu dan Tempat Penelitian ... 37

3.2.Alat dan Bahan ... 37

3.3.Rancangan Bangun Perangkat Keras ... 38

3.3.1. Dua Pasang Elektroda ... 39

3.3.2. Rangkaian Sensor DS 18B20 ... 40

3.3.3. Rangkaian RTC ... 41

3.3.4. Rangkaian Data Logger ... 42

3.3.5. Rangkaian LCD ... 42

3.3.6. Perancangan Alat Keseluruhan ... 43

3.4.Rancangan Bangun Perangkat Lunak ... 44

3.4.1. Inisialisasi Port dan Variabel ... 45

3.4.2. Input Parameter Delay... 47

3.4.3. Subrutin Pewaktuan ... 47

3.4.4. Input DS18B20 dan Sepasang Elektroda Arus ... 47

3.4.5. Subrutin Tampilan pada LCD ... 47

3.5.Metode Pengujian Data ... 48

3.6.Analisis Pengujian ... 48

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil ... 49

4.2.Analisis Perangkat Keras ... 51

4.2.1. Catu Daya ... 51

4.2.2. Sistem Sensor DS18B20 ... 51

4.2.3. Sistem Empat Konfigurasi Wenner ... 52

4.2.4. Sistem LCD 20X4 ... 53

4.2.5. Sistem Data Logger ... 54

4.3.Analisis Program Pengukuran Suhu dan Resistivitas tanah ... 54

4.3.1. Program yang Ditulis di Bascom AVR ... 55

4.3.1.1. Analog Digital To Converter ... 55

4.3.1.2. Sensor DS18B20 ... 57

4.3.1.3. Penyimpanan Micro SD ... 58

4.3.1.4. Menampilkan Data Ke LCD ... 59

4.3.1.4. Sistem RTC ... 60

4.3.2. Emdebe Loader V2.0 For Arduino ... 61

4.4.Pengujian Sistem Pengukuran Suhu dan Resistivitas Tanah ... 62

4.4.1. Hasil Pengujian Sistem ... 62

5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 72

5.2.Saran ... 73 DAFTAR PUSTAKA

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Spesifikasi dari Arduino Uno... 29

Tabel 2.2. Pin pada LCD ... 35

Tabel 3.1. Konfigurasi pin data logger dan Arduino Uno ... 42

Tabel 3.2. Data Pengujian Alat ... 48

Tabel 4.1. Hasil pengujian sensor dan termometer digital ... 52

Tabel 4.2. Pengujian sistem di tanah halaman jurusan Fisika FMIPA ... 63

Tabel 4.3. Pengujian sistem di tanah pasir ... 64

Tabel 4.4. Pengujian sistem di tanah kebun ... 65

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Pergerakan muatan q dari titik A ke titik B dalam medan listrik. 14

Gambar 2.2. Sumber Arus tunggal di tanah homogen ... 20

Gambar 2.3. Sistem koordinat Bola ... 22

Gambar 2.4. Dua pasang elektroda arus dan potensial ... 24

Gambar 2.5. Konfigurasi wenner ... 26

Gambar 2.6. Sensor DS18B20 ... 28

Gambar 2.7. Arduino Uno ... 30

Gambar 2.8. Bentuk fisik micro SD ... 31

Gambar 2.9. Bentuk fisik data logger ... 33

Gambar 2.10. Bentuk fisik RTC ... 33

Gambar 2.11. LCD 4X20 ... 35

Gambar 3.1. Diagram block perancangan pengukuran suhu dan resistivitas ... 38

Gambar 3.2. Dua pasang elektroda yang di injeksi ke tanah ... 39

Gambar 3.3. Rangkaian sensor DS18B20 ... 40

Gambar 3.4. Rangkaian RTC ... 41

Gambar 3.5. Rangkaian data logger ... 42

Gambar 3.6. Rangkaian LCD ... 42

Gambar 3.7. Rangkaian pengukuran suhu dan resistivitas tanah ... 44

Gambar 3.8. Diagram alir perancangan perangkat lunak ... 45

Gambar 4.1. Sistem Pengukuran suhu dan resistivitas tanah ... 49

Gambar 4.2. Pengujian alat saat si lapangan ... 50

Gambar 4.3. Grafik Suhu ... 52

Gambar 4.4. Tampilan pada LCD ... 53

Gambar 4.5. Tampilan data tersimpan ... 54

Gambar 4.6. Tampilan depan menerangkan tanggal dan waktu ... 54

Gambar 4.7. Hex Loader in Emdebe Loader V2.0-For Arduino ... 61

Gambar 4.8. Suhu tanah ... 66

Gambar 4.9. Arus pada tanah ... 66

Gambar 4.10. Beda Potensial tanah dilihat dari konfigurasi wenner ... 68

Gambar 4.11. Resistivitas Tanah ... 68

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Tanah pertanian yang baik ditentukan oleh sejauh mana manusia itu terampil mengolahnya, sehingga saat terjadi kesalahan dalam pengolahan akan dapat mengakibatkan kerusakan-kerusakan tanah dari sifat kesuburannya. Tanah merupakan medium alam untuk pertumbuhan tanaman. Faktor internal gagal panen para petani disebabkan karena keseimbangan sifat dalam tanah tidak stabil sehingga dapat menghambat pertumbuhan tanaman dan menghambat berkembangan akar tanaman. (Buckman, 1982).

Tanah menyediakan unsur-unsur hara sebagai makanan tanaman untuk pertumbuhannya. Selanjutnya unsur hara diserap oleh akar tanaman dan melalui daun diubah menjadi senyawa organik seperti karbohidrat, protein, lemak dan lain–lain yang sangat berguna bagi kehidupan manusia dan hewan. Unsur-unsur hara dalam tanah memiliki komponen utama ialah bahan mineral 45%, bahan organik 5%, udara 25% dan air tanah 25%. Unsur-unsur hara dalam tanah memiliki sifat berupa kimia tanah dan sifat fisika tanah. Sifat kimia tanah meliputi unsur tunggal; emas (Au) dan intan

(c), senyawa sulfida; perak sulfida (AgS), senyawa halogen, senyawa karbonat, nitrat seperti kalsit, senyawa sulfat, chromat, senyawa fostat, senyawa silikat. Adapun sifat fisika tanah berupa tekstur, suhu, permeabilitas, resistivitas tanah, dan kedalaman tanah (Hakim, 1986).

Di dalam tanah terjadi proses nitrifikasi bagi tumbuhan, nitrifikasi merupakan proses oksidasi enzimatik yang dilakukan oleh bakteri-bakteri. Bakteri nitrifikasi sangat peka terhadap lingkungan. Faktor – faktor tanah yang mempengaruhi proses nitrifikasi yaitu aerasi, suhu, kelembaban, kapur aktif, pupuk dan ikatan karbon-nitrogen. Diketahui bahwa suhu sangat menunjang proses nitrifikasi, proses ini akan berjalan baik antara 270C sampai 320C. Pada suhu 520C nitrifikasi secara praktis berhenti dan pada titik beku nitrifikasi tidak terjadi (Hakim, 1986).

Suhu akan berpengaruh langsung terhadap resistivitas tanah dengan demikian akan berpengaruh terhadap performa beda potensial permukaan tanah. Diketahui bahwa pada musim dingin struktur fisik tanah menjadi keras dan tanah akan membeku pada kedalaman tertentu. Air di dalam tanah membeku pada suhu dibawah 00C dan hal tersebut menyebabkan peningkatan yang besar dalam koefisien suhu resistivitas tanah. Koefisieen tersebut negatif, dan menyebabkan resistivitas naik (Pasaribu, 2011). Suhu dibawah titik beku menyebabkan ion-ion dalam tanah sulit bergerak jika dibandingkan pada keadaan cair, dan hal tersebut menyebabkan konduktivitasnya menurun serta tahanan tanah akan semakin tinggi

(Sunawar, 2008). Semakin tinggi nilai tahanan tanah maka resistivitas tanah akan semakin tinggi dan sebaliknya ( Pasaribu, 2011).

Belum adanya indikator kualitas tanah dilihat dari hubungan suhu tanah dan resitivitas tanah, petani hanya menggunakan metode kira-kira dan pengalaman saja dalam proses penanaman. Penggunaan metode pengalaman dan kira-kira ini bisa menyebabkan penurunan kualitas tanah bahkan bisa menyebabkan tanah tidak subur dan berdampak kerugian pada tanaman.

Pada penelitian ini yang dilakukan adalah membuat sistem pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah. Suhu tanah diukur dengan memanfaatkan sensor DS 18B20 karena sensor tersebut memiliki kemampuan tahan air (Waterproof), cocok digunakan untuk mengukur suhu pada tempat yang sulit atau basah, serta memiliki output digital maka tidak perlu khawatir terhadap degradasi data ketika menggunakan pengukuran untuk jarak jauh. Adapun untuk pengukuran resistivitas tanah dilakukan dengan metode geolistrik resistivitas konfigurasi wenner. Metode geolistrik resistivitas merupakan metode yang menginjeksi arus ke dalam permukaan tanah untuk mengetahui keadaan geologi tanah berdasarkan resistivitas tanah yang terukur. Pengukuran resistivitas tanah dalam penelitian ini menggunakan dua pasang elektroda dengan konfigurasi Wenner yaitu sepasang elektroda untuk menginjeksi arus, sepasang elektroda untuk mengetahui nilai beda potensial tanah. Dua pasang

elektroda tersebut ditanam sejajar dan jarak tanam sama besar. Sistem yang bertugas sebagai pusat pengendali dari pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah penelitian ini yaitu Arduino Uno. Tugas utama Arduino Uno adalah memproses data yang diterima dari sensor DS 18B20 dan dua pasang elektroda.

Arduino Uno adalah salah satu papan elektronika yang mengandung mikrokontroler ATmega 328 yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer. Arduino Uno dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks. Arduino Uno dapat diaktifkan dengan menghubungkan kepada komputer dengan kabel USB, dengan adaptor AC-DC atau baterai. ATmega yang digunakan Arduino Uno adalah ATmega 328 yang memiliki 28 pin dengan 14 pin untuk digital, 6 pin untuk analog, pin reset, pin ground dan Vcc. Penelitian ini selain menggunakan Arduino Uno, penelitian ini juga memanfaatkan rangkaian real time clock yang digunakan untuk mengetahui pewaktuan data yang diterima dan rangkaian data logger untuk tempat micro SD 4 GB sebagai penyimpanan data yang dihubungkan ke dalam pin Arduino Uno.

1.2.Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:

1. Bagaimana cara penggunakaan metode geolistrik empat buah logam konfigurasi wenner yang terhubung dengan Arduino Uno?;

2. Bagaimana mengembangkan sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah secara realtime yang terhubung dengan Arduino Uno?;

3. Bagaimana menggunakan Arduino Uno sebagai pengendali utama dan mengatur pewaktuan, serta penyimpanan data menggunakan data logger.

1.3.Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini sebagai berikut:

1. Membuat alat sistem pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah dengan memanfaatkan sensor DS 18B20 dan metode geolistrik resistivitas empat logam elektroda konfigurasi Wenner;

2. Merancang sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah secara realtime yang terhubung dengan Arduino Uno;

3. Menguji sistem pengukuran suhu tanah dan resistivitas tanah dalam pewaktuan serta perekaman data yang diterima dari sensor DS 18B20 dan dua pasang logam elektroda.

1.4.Batasan Masalah

Batasan masalah penelitian ini sebagai berikut:

1. Sensor suhu yang digunakan adalah sensor DS 18B20;

2. Resistivitas tanah diukur menggunakan metode geolistrik resistivitas empat elektroda konfigurasi Wenner;

3. Empat elektroda konfigurasi Wenner menggunakan 4 logam stainless, dengan panjang logam 40cm dan diameter 1,33cm dan berat 1,6ons; 4. Jarak antara logam sebesar 10cm;

5. Empat logam dan sensor DS 18B20 untuk mengukur resistivitas dan suhu tanah yang ditanam pada jarak kedalaman tanah sebesar 30cm; 6. Arduino yang digunakan adalah Arduino Uno dan micro SD sebesar 2

GB.

1.5.Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini sebagai berikut:

1. Dapat memantau informasi suhu dan resistivitas secara realtime ; 2. Alternatif baru dalam proses pengukuran data suhu dan resistivitas

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Sebelumnya

Penelitian tentang pengukuran resistivitas tanah dan suhu tanah sudah pernah dilakukan oleh berbagai peneliti. Salah satunya pernah dilakukan oleh Muallifah (2009) tentang pengukuran resistivitas tanah, dan adapun untuk pengukuran suhu tanah pernah dilakukan oleh Putranto dkk (2009).

Penelitian pengukuran resistivitas tanah Muallifah (2009) yaitu penelitian ini menggunakan media tanah kering daerah Utomo Malang, metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode geolistrik resistivitas yaitu menginjeksi arus ke dalam tanah menggunakan konfigurasi wenner. Prinsip kerja penelitian ini, dengan menginjeksikan arus ke dalam bumi melalui dua elektroda potensial. Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka menimbulkan beda potensial listrik di dalam tanah. Beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial yang berada di dalam konfigurasi wenner dengan menggunakan multimeter. Penelitian ini didapat bahwa resistivitas tiap jenis tanah berbeda, semakin panjang jarak elektrodanya, resistivitasnya semakin besar. Adapun hasil pengukuran

resistivitas tanah pada penelitian ini yaitu pada panjang jarak elektroda 7 m memiliki nilai rata-rata resistivitas tanah 10281,95 Ωm.

Sifat fisika tanah berupa suhu tanah, pada penelitian Putranto (2009), menggunakan sensor SHT11. Sensor ditanam pada kedalaman 1m, 3m dan 5m. Kabel yang digunakan untuk sensor berupa kabel unshielded twisted pair(UTP) dengan panjang 2m, 4m dan 6m. Sensor terlebih dahulu dikalibrasi, dimana proses kalibrasi dilakukan di Pusat Instrumentasi dan Kalibrasi Meteorologi BMKG dengan menggunakan temperature chamber dan alat ukur suhu standar Fluke Heart Scientific, Besarnya nilai koreksi hasil kalibrasi yang digunakan adalah -0,4434°C. Nilai ini dimasukkan langsung ke dalam program mikrokontroler pada bagian perhitungan nilai sensor. Pengukuran penelitian ini dilakukan selama 1 menit untuk data suhu tanah yang diambil dengan interval waktu 5 detik. Diketahui bahwa pada kedalaman 5m memiliki suhu terbesar yaitu 25,020C sementara sensor pada kedalaman 1m memiliki suhu terkecil yaitu 24,540C terhadap tanah.

2.2.Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya

Penelitian ini dilakukan pada dua pengukuran secara bersamaan yaitu metode geolistrik resistivitas untuk pengukuran resistivitas tanah dan penggunaan sensor DS 18B20 untuk pengukuran suhu. Resistivitas tanah diukur melalui 4 elektroda konfigurasi Wenner, dengan memanfaatkan sifat logam yang dapat menghantarkan elektron pada tanah. Pengukuran suhu menggunakan sensor DS 18B20 karena mempunyai kemampuan mengukur suhu dari C sampai C. Data penelitian yang

dihasilkan direkam menggunakan micro SD 2 GB yang diketahui pewaktuan data menggunakan RTC. Adapun perbedaan penelitian dengan sebelumnya, penelitian Muallifah (2009) tentang resistivitas tanah, penelitian tersebut hanya fokus pada sifat fisika tanah berupa resistivitas tanah. Adapun penelitian Putranto dkk (2009) hanya mengenai suhu tanah, penelitian ini menggunakan sensor SHT11, dengan kemampuan sensor SHT11 dapat mengukur suhu dari 200C sampai 300C.

2.3.Teori Dasar 2.3.1. Tanah

Tanah merupakan media untuk menyimpan makanan bagi pertumbuhan tanaman. Di dalam tanah tersusun beberapa lapisan yaitu top soil, sub soil, dan lapisan paling bawah. Top soil merupakan lapisan paling atas yang mempunyai kegiatan hayati. Sub soil bagian lapisan tanah ditingkat tengah, terdapat unsur hara. Tanah pada kedalaman tertentu selalu dijenuhi air yang disebut air tanah. Tanah terpengaruhi oleh faktor-faktor genetika dan lingkungan yaitu bahan induk, iklim (meliputi pengaruh kelembaban dan suhu) organisme makro dan mikro, serta topografi yang semuannya aktif pada suatu periode waktu dan menghasilkan produk tanah yang berbeda dengan bahan asalnya dalam berbagai sifat dan ciri fisika, kimia, biologi dan morfologi (Soemarto, 1994).

2.3.2. Air Tanah

Air tanah dibedakan menjadi dua, yaitu air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal terdapat pada bidang tanah yang mempunyai pengaruh besar terhadap proses pembentukan tanah. Melalui profil, kedalaman air tanah dapat diduga berdasarkan tinggi muka air tanah yang selalu mengalami periode naik turun sesuai dengan keadaan musim atau faktor lingkungan luar lainnya. Air yang dibutuhkan oleh tanaman adalah air yang terdapat didalam tanah yang ditahan oleh butir-butir tanah. Air yang dibutuhkan tidak hanya banyaknya, tetapi pembagiannya yang merata (Hakim,1986). Ketika mineral-mineral yang mengandung garam larut dalam air, maka terbentuklah larutan elektrolit. Larutan elektrolit ini bersifat menghantarkan listrik karena ketika arus dilewatkan padanya maka terjadilah ionisasi, yaitu terbentuknya ion-ion positif dan negatif. Ion-ion ini berperan besar sebagai pembawa elektron-elektron didalam larutan, sehingga arus listrik dapat mengalir. Air tanah juga berperan sebagai larutan elektrolit karena melarutkan mineral-mineral tanah yang dapat menghantarkan arus listrik (Surtono, 2015).

2.3.3. Kelembaban Tanah

Besar resistivitas tanah dipengaruhi oleh konsentrasi air tanah. Pada harga kelembaban yang rendah diperoleh resistivitas pembumian yang besar dan sebaliknya bila harga atau konsentrasi air di dalam tanah besar, maka harga resistivitas pembumian menjadi kecil. Hal ini disebabkan karena proses mengalir arus listrik didalam tanah sebagian besar adalah proses

elektrolisis. Dengan demikian maka air dalam tanah akan mempengaruhi resistivitas tanah (Whardana, 2008).

2.3.4. Sifat Listrik Batuan

Arus listrik di dalam batuan dapat digolongkan menjadi tiga devisi yaitu konduksi secara elektronik, elektrolitik, dan dielektrik. Konduksi elektrolit terjadi jika batuan atau mineral memiliki banyak elektron bebas sehingga arus listrik dialirkan dalam batuan atau mineral tersebut oleh elektron-elektron bebas itu. Konduksi elektrolitik terjadi jika batuan atau mineral memiliki pori-pori yang terisi oleh cairan–cairan elektrolit. Konduksi dielektrik terjadi jika arus listrik yang ada dalam batuan atau mineral mengalami polarisasi saat bahan dialiri listrik. Berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan atau mineral digolongkan menjadi 3 golongan yaitu:

Konduktor baik :10-8 < ρ< 1 Ωm Konduktor pertengahan :1< ρ< 107 Ωm Isolator : ρ< 107 Ωm

Sebagai interprestasi hanya harga ρ parameter yang digunakan, dengan ρ merupakan harga resistivitas tanah (Anonymous, 1995).

2.3.5. Hukum Coulomb

Experimen Charles Augustin Coulomb (1736-1806) yang kemudian dikenal sebagai hukum coulomb, memperlihatkan bahwa muatan yang sejenis akan saling tolak menolak satu sama lain sedangkan muatan yang berbeda akan saling tarik menarik. Gaya tarikan dan tolakan atau yang biasa disebut gaya coulomb sebanding dengan besarnya muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar muatan, dituliskan dibawah ini.

(2.1)

Dimana

F =gaya coulomb (N) q1,q2 = muatan (C)

r =jarak antar muatan (m) k =konstanta bernilai (

)

ε = konstanta yang mewakili pengaruh media Nilai konstanta yang mewakili media hampa udara adalah

Sedangkan nilai konstanta untuk media lain digunakan persamaan berikut

(2.2)

Dimana merupakan permitivitas relatif atau konstanta dielektrik bahan. Hukum coulomb hanya berlaku untuk muatan-muatan titik yaitu benda-benda bermuatan yang ukurannya jauh lebih kecil daripada jarak antar muatan-muatannya (Halliday dan Resnick,1978).

2.3.6. Medan Listrik

Setiap daerah di dalam ruang dimana sebuah muatan listrik mengalami gaya listrik disebut medan listrik. Gaya tersebut disebabkan oleh kehadiran muatan lain dalam daerah tersebut. Medan listrik (E) disebut gaya persatuan muatan yang dialami oleh muatan uji yang ditempatkan di titik uji dan secara matematis dinyatakan sebagai

(2.3)

Dimana

E=medan listrik (N/C); F=gaya coulomb (N); q=muatan (C).

E merupakan besaran vektor karena F adalah besaran vektor meskipun q adalah besaran skalar. Dalam bentuk vektor persamaan 2.3 dituliskan sebagai berikut

⃗ (2.4)

Arah ⃗ sesuai dengan arah yakni yang menyatakan arah muatan titik diam yang cenderung bergerak (Alonso dan Finn,1992).

2.3.7. Potensial Listrik

Sebuah partikel bermuatan yang diletakkan dalam suatu medan listrik akan mempunyai energi potensial sebab medan itu mengerjakan gaya pada muatan dan karena itu maka harus dikerjakan suatu usaha untuk membawa muatan tersebut ke suatu tempat tertentu di dalam medan. Artinya usaha dilakukan oleh medan listrik bila muatan bergerak dari satu tempat ke

tempat lain. Potensial listrik disebut titik uji dalam suatu medan listrik didefinisikan sebagai energi potensial persatuan muatan yang diletakkan dititik itu. Karena itu potensial listrik merupakan besaran skalar, maka dapat ditulis

(2. 5)

Satuan SI untuk potensial listrik adalah Joule/Coulomb (JC-1) (Alonso dan Finn, 1980). Hubungan antara potensial listrik dan medan listrik dapat dilihat pada muatan q yang bergerak dari titik A ke titik B dalam suatu medan listrik seperti terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Pergerakan muatan q dari titik A ke titik B dalam medan listrik.

Energi potensial muatan q pada titik A adalah ⃗ sedangkan energi potensial muatan q pada titik B adalah ⃗ . Perubahan energi potensial muatan q dari titik A ke titik B adalah

⃗ ⃗ ⃗ (2.6)

Karena

⃗ ⃗ ⃗⃗⃗ (2.7)

Dan ⃗ dengan ⃗ adalah vektor medan listrik maka

∫ ⃗ (2.9) Jika A dan B berhimpit maka

∫ ⃗ (2.10) Dengan mengacu pada Gambar 2.1 Persamaan 2.9 dapat diubah menjadi

∫ ⃗⃗⃗⃗ (2.11) ∫ ⃗⃗⃗⃗ ∫ (2.12) Dengan adalah komponen E sepanjang lintasan. Apabila jarak A dan B sangat dekat maka

⃗ (2.13) Untuk mendapatkan potensial listrik sebuah muatan listrik maka komponen s dalam persamaan 2.13 dapat diganti dengan r karena medan listriknya radial sehingga

⃗ (2.14)

(2.15)

∫ ∫ (2.16)

Dengan menggangap r=∞ untuk V=0 maka

(2.17) Harga negatif atau positif potensial listrik tergantung pada tanda muatan q yang menghasilkannya. Permukaan–permukaan yang mempunyai potensial listrik yang sama di semua titik (V= konstan) disebut permukaan ekipotensial (Alonso dan Finn,1992).

2.3.8. Arus Listrik

Arus listrik secara kualitatif didefinisikan sebagai muatan yang mengalir dan dinyatakan dengan simbol I. Jika banyaknya muatan yang mengalir per satuan waktu tidak konstan maka arus akan berubah dengan waktu dan diberikan oleh persamaan diferensi berikut

(2.18)

Namun jika muatan yang mengalir konstan maka arus dinyatakan dengan (2.19)

dimana

I= arus listrik (A); q=muatan (C); t=waktu (detik).

Besarnya arus listrik I pada sebuah penampang penghantar adalah sama, walaupun luas penampang mungkin berbeda pada titik-titik yang berbeda. Arus listrik yang tetap diperoleh karena tidak ada sumber atau bak muatan pada penghantar tersebut. Arus listrik I merupakan sebuah ciri (karakteristik) dari suatu penghantar. Arus tersebut adalah sebuah kuantitas makroskopik, seperti massa sebuah benda, volume sebuah benda atau panjang sebuah tongkat. Sebuah kuantitas mikroskopik yang dihubungkan dengan arus listrik adalah rapat arus ( ). Jika arus tersebut didistribusikan secara seragam pada sebuah penghantar dengan luas penampang A maka besar rapat arus untuk semua titik pada penampang tersebut adalah

Persamaan 2.20 hanya dapat digunakan untuk kasus khusus yaitu nilai J adalah konstan diseluruh permukaan dan tegak lurus pada permukaan tersebut ( Halliday dan Resnick, 1978).

2.3.9. Hukum Ohm

Hukum ohm diformulasikan oleh ahli fisika Jerman, Georg Ohm (1781-1854). Hukum ini menyatakan, untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan, perbandingan antara perbedaan potensial antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik yang melewati konduktor tersebut adalah konstan. Jika suatu arus yang melewati suatu penghantar konduktor dengan satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt di ujung ujung konduktor tersebut, maka besarnya pada konduktor tersebut

adalah satu Ω, secara matematis dituliskan

(2.21)

Hukum ohm memiliki ketelitian yang sangat baik untuk berbagai macam konduktor, tetapi hukum ini tidak berlaku untuk bahan semikonduktor. Hubungan antara beda potensial, kuat arus dan tahanan jenis listrik yang ada pada suatu penghantar dijelaskan dengan hukum ohm

(2.22) dimana

= beda potensial (V); I = arus listrik (A); R = resistivitas (Ω).

(2.23) dimana

r = panjang penghantar (m); E=medan listrik (N/C).

Subtitusikan persamaan 2.22 ke 2.23, untuk penghantar dengan panjang besar arus listriknya adalah

(2.24)

Apabila persamaan tersebut dituliskan sebagai nilai rapat arus didapatkan persamaan baru yaitu

(2.25)

merupakan besaran yang menunjukkan karakteristik suatu penghantar

yang disebut sebagai konduktifitas listrik dan secara matematis dapat ditulis sebagai berikut

(2.26)

Sehingga nilai rapat arus dapat ditulis

(2.27) Harga kondisi listrik merupakan berbanding terbalik dengan harga resistivitas suatu penghantar maka

(2.28)

_⁄ (2.29)

Dengan mensubtitusikan persamaan 2.28 ke persamaan 2.29 maka didapatkan harga resistivitas

(2.30)

(Alonso dan Finn, 1992).

2.3.10.Metode Geolistrik Resistivitas

Salah satu metode dalam geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi adalah metode geolistrik. Metode ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alami atau pun akibat injeksi arus kedalam bumi dengan tujuan tertentu.

Metode resistivitas adalah metode geolistrik yang melibatkan arus listrik yang diinjeksikan ke dalam tanah melalui elektroda. Prosedur selanjutnya yaitu mengukur beda potensial yang timbul menggunakan elektroda yang berbeda. Setelah potensial diketahui maka nilai resistivitas dapat dihitung (Lawrie, 2007).

2.3.11.Elektroda Arus Tunggal di Permukaan Tanah Homogen Apabila ujung elektroda yang menghantarkan arus sebanyak I ampere diletakkan pada permukaan media yang homogen, isotropoik dan udara diatasnya memiliki konduktivitas nol, maka mempunyai sistem tiga titik yang digunakan dalam layout resistivitas permukaan. Letak elektroda arus balikan dengan kata lain berada pada titik yang jauh jaraknya dari elektroda pertama. Gambar aliran arus dan equipotensial setengah bola yang dihasilkan oleh elektroda arus pada permukaan tanah dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Sumber arus tunggal di permukaan tanah homogen (Whardana, 2008).

Penggunaan persamaan laplace menggunakan koordinat bola dapat diaplikasikan untuk memperoleh nilai resistivitas (r), potensial (v), dan medan listrik (E), dengan asumsi daerah sekitar bola merupakan ruang bebas dan tidak ada muatan maupun konduktor lain disekitar bola. Dengan demikian, diperoleh nilai resistivitas (r) tak hingga karena bersifat radial maka menyebabkan nilai potensial (v) semakin mendekati 0 dan medan listrik (E) dengan nilai relatif kecil. Keadaan ini dapat digambarkan pada Gambar 2.2.

Persamaan laplace dalam koordinat bola dapat dituliskan sebagai berikut (2.32)

Dalam pandangan pada media tanah membentuk simetri bidang bola, dilihat pada Gambar 2.2. V tidak menjadi fungsi dari dan maka persamaan laplace menjadi

(2.33)

Kalikan persamaan 2. 33 diatas dengan

(2.35)

Integralkan persamaan 2.35

∫ (2.36)

sehingga didapat

(2.37)

Integralkan persamaan 2.37 dengan disusun sebagai berikut

∫ ∫ (2.38) ∫ ∫ _(2.39)

sehingga didapat

(2.40)

dimana

A dan B konstanta

B= 0 ( karena r = tak hingga)

Hasil yang didapatkan dari integral inilah yang menjadi acuan untuk mencari potensial dua elektroda potensial di tanah homogen. Dengan A dan B adalah konstanta dan B=0 saat panjang lintasan penghantar tak terhingga dan bersifat radial maka persamaan 2.40 menjadi

(2.41)

Syarat keadaan batas permukaan adalah

(2.42)

Syarat ini sudah terpenuhi karena

(2.43)

Gambar 2.3. Sistem koordinat bola ( William dan John, 2006). Dalam pandangan simetri bola seperti terlihat pada Gambar 2.3, V tidak dapat menjadi fungsi dari dan . Arus listrik mengalir membentuk permukaan potensial setengah bola pada media yang lebih rendah. Persamaan berikut digunakan untuk menghitung total arus listrik yang mengalir membentuk permukaan bola. Berdasarkan persamaan 2.20 rapat arus J=I/A maka

(2.44) Subtitusikan persamaan 2.27 dan 2.14 ke persamaan 2.44 sehingga didapat (2.45)

Dengan mensubtitusikan persamaan 2.37 maka persamaan 2.45 didapat (2.46) Jumlah total arus listrik yang mengalir membentuk permukaan setengah bola, sehingga luas permukaan bola dibagi dua dan diperoleh arus berikut

(2.47)

Karena maka didapatkan arus total yang mengalir membentuk persamaan setengah bola adalah

(2.48)

(2.49)

Untuk mendapatkan resistivitas dari elektroda arus tunggal dipermukaan tanah maka subtitusikan persamaan 2.49 ke persamaan 2.41 sehingga

_(2.50)

(2.51)

(2.52)

Persamaan 2.52 merupakan rumus untuk menentukan resistivitas dari elektroda arus tunggal di permukaan tanah (Lawrie, 2007).

dimana

= resistivitas(Ωm); =arus listrik (A);

=Tegangan (V);

= jarak antar elektroda(m).

2.3.12.Dua Elektroda Arus di Permukaan Tanah Homogen

Potensial listrik pada lingkungan permukaan di sekitar elektroda akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus hanya bila jarak antara kedua elektroda arus tersebut tidak terlalu jauh. Konfigurasi dua elektroda arus dipermukaan tanah homogen dapat dilihat pada Gambar 2.3. Jumlah total arus listrik yang mengalir pada dua elektroda arus membentuk permukaan setengah bola, sehingga untuk mencari arus total yang mengalir digunakan persamaan 2.48.

Potensial yang diakibatkan dari elektroda A pada C adalah V1 dengan I1 (2.53)

Subtitusikan persamaan 2.53 ke persamaan 2.41

(2.54)

Gambar 2.4. Dua elektroda arus dan dua elektroda potensial di

permukaan tanah homogen dengan resistivitas

Potensial yang diakibatkan dari elektroda B pada C adalah V2. Karena arah I2 berlawanan dengan I1 maka I=- I2.

(2.55)

(2.56)

Subtitusikan persamaan 2.56 pada persamaan 2.41 sehingga diperoleh (2.57)

Maka diperoleh beda potensial pada C adalah

(2.58)

Potensial yang diperoleh dari elektroda A pada D adalah

(2.59)

Subtitusikan persamaan 2.59 pada persamaan 2.41 maka I=I3

Potensial yang diperoleh dari elektroda B pada D adalah . Karena arah berlawanan dengan maka I= .

(2.61)

(2.62)

Subtitusikan persamaan 2.62 pada persamaan 2.41 sehingga diperoleh (2.63)

Maka diperoleh beda potensial pada D sebagai berikut

(2.64)

Sehingga diperoleh beda potensial antara titik C dan D dapat diketahui dengan persamaan

(2.65) (2.66)

Maka

(2.67)

Dari persamaan 2.67 maka diperoleh resistivitas tanah dengan jarak masing-masing elektroda yang telah diketahui, sedangkan merupakan beda potensial diantara dua buah elektroda potensial dan dua buah elektroda arus. Bila jarak antara dua elektroda arus tidak terlalu besar, potensial di setiap titik dekat permukaan akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut. Sehingga ekuipotensial yang dihasilkan dari kedua titik sumber bersifat lebih komplek dibanding arus tunggal (Lawrie, 2007).

2.3.13.Konfigurasi Elektroda Arus dan Potensial

Konfigurasi elektroda yang ditanam pada tanah merupakan salah satu hal yang penting.

Pada penelitian ini menggunakan metode geolistrik elektroda konfigurasi Wenner. Pengambilan data menggunakan metode resistivitas dengan konfigurasi Wenner, konfigurasi ini sensitif terhadap perubahan nilai resistivitas baik secara lateral maupun vertikal. Dalam cara Wenner elektroda-elektroda yang digunakan diletakkan dalam satu garis lurus. Pengaturan jarak yang diberikan adalah AC=CD=DB=r, A dan B merupakan elektroda arus sedangkan C dan D merupakan elektroda potensial. Peletakkan elektroda dengan cara wenner dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Konfigurasi elektroda cara wenner

Persamaan untuk mencari resistivitas tanah dengan menggunakan cara wenner sebagai berikut yang diperoleh dari turunan persamaan dua elektroda arus di permukaan tanah homogen (Lawrie, 2007).

(2.67)

dimana

= beda potensial (V); arus listrik (A);

r= jarak antar elektroda (m).

Dilihat dari Gambar 2.5 maka diperoleh rAC = r, rCB = 2r, rAD = 2r, rDB = r.

(2.68)

(2.69)

(2.70)

(2.72)

2.3.14.Sensor DS 18B20

DS18B20 merupakan sensor temperatur digital yang dapat dihubungkan dengan mikrokontroler lewat antarmuka 1-Wire®. Sensor ini dikemas secara khusus sehingga kedap air, cocok digunakan sebagai sensor di luar ruangan atau pada lingkungan dengan tingkat kelembaban tinggi. Fitur sensor ini sebagai berikut:

1) Antarmuka 1-Wire® yang hanya membutuhkan 1 pin I/O;

2) Memiliki identifikasi (64 bit), memudahkan aplikasi pendeteksi suhu multi yang terdistribusi;

3) Tidak membutuhkan komponen eksternal tambahan selain 1 buah pull-up resistor;

4) Power supply dapat diambil dari jalur data dengan tegangan antara 3 hingga 5,5 V DC;

5) Tidak membutuhkan daya pada mode siaga;

6) Dapat mengukur suhu antara -55°C hingga 125°C dengan akurasi 0.5°C pada -10°C s.d. +85°C;

7) Resolusi termometer dapat diprogram dari 9 hingga 12 bit (resolusi 0,0625°C);

8) Kecepatan pendeteksian suhu pada resolusi maksimum kurang dari 750 ms;

9) Memiliki memori non-volatile untuk penyetelan alarm.

Gambar 2.6. sensor DS 18B20

2.3.15.Arduino Uno

Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroler ATmega328. Piranti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks. Contoh penggunaannya pada pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat diimplikasikan dengan menggunakan papan yang berukuran relatif kecil. Arduino Uno mengandung mikroposesor (berupa Atmel AVR) dan dilengkapi dengan oscillator 16 MHz dan regulator 5 v. Pin 0 hingga 13 digunkan untuk isyarat digital, yang hanya bernilai 0 atau 1. Pin A0-A5

digunakan untuk isyarat analog. Arduino Uno dilengkapi dengan static random-access memory (SRAM) berukuran 2 KB untuk memegang data, flash memory berukuran 32 KB, dan erasable programmable read-only memorry (EEPROM) untuk menyimpan program.

Tabel 2.1. Spesifikasi dari Arduino Uno sebagai berikut

Mikrokontroler Atmega 328

Operating Voltage 5V

Input Voltage (Recommendad) 7-12 V

Digital I/O pins 14

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O pin 40 mA DC Current for 3.3 Volt Pin 50 mA

Flash Memory 32 Kb

SRAM 2 Kb

EEPROM 1 Kb

Clock Speed 16 MHz

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Sedangkan untuk baterai dapat dihubungkan kedalam header pin ground dan Vin dari konektor Power. Jika menggunakan lebih dari 12volt, regulator bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V – 12V.

Pin Arduino Uno yang memiliki fungsi khusus :

 Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data TTL serial;

 Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attch Interrupt() fungsi untuk rincian;

 PWM : 3,5,6,9,10 dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analog Write() fungsi;

 SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI;

 LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai tinggi. LED menyala, ketika pin adalah rendah, led off;  TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi

TWI;

 AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analog reference();

 Reset untuk mengulang.

Arduino Uno memiliki 6 input analog diberi label A0 sampai A5, masing – masing menyediakan 10-bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 V (Kadir, 2013).

Gambar 2.7 Arduino Uno Adapun pin Arduino Uno adalah

a. Pin power : pin Vin, Pin ground, Pin 5 Volt, Pin 3,3 V, Pin Reset, Pin Areff;

b. Pin analog in: Pin Ao-A5; c. Pin digital: Pin 0-13;

d. Pin ICSP untuk ATmega 328 : MOSI, MISO, SCK, ground, Vcc dan reset.

2.3.16.Media Penyimpanan Data

Micro SD seringkali digunakan sebagai sarana penyimpan data pada Personal Digital Assistant (PDA), kamera digital, dan telepon seluler (ponsel). Format data pada Micro SD umumnya menggunakan format File Alocation Table (FAT). FAT pertama kali dikembangkan oleh Bill Gates dan Marc McDonald, pada tahun 1976-1977. FAT file systems adalah sebuah sistem berkas yang menggunakan struktur tabel alokasi berkas sebagai cara dirinya beroperasi. Dengan adanya FAT file systems memungkinkan data disimpan dalam file yang dapat langsung dikenali oleh sistem operasi dengan format ekstensi text document (*.txt) sehingga data hasil rekaman dapat langsung dibaca dan dipindahkan ke dalam komputer (Sumiharto, 2010). FAT12 digunakan untuk kapasitas 16 MB ke bawah, FAT16 digunakan untuk kapasitas 32 MB hingga 2 GB, dalam penelitian ini digunakan FAT32 yang berkapasitas diatas 2 GB (Haryono, 2006).

2.3.17.Serial Logger

Serial logger modul adalah modul yang berfungsi sebagai perekam data dalam aplikasi data logger. Pada umumnya untuk membangun data logger dengan mikrokontroler dibutuhkan Serial Peripheral Interface (SPI) protokol untuk berkomunikasi kartu memori. Penggunaan modul serial logger lebih sederhana, dimana untuk mengaksesnya menggunakan protokol serial. Serial logger modul mudah diterapkan karena efektif dan mudah, tidak hanya dapat menulis data ke kartu memori, tetapi juga dapat membaca dari kartu memori. Kode sederhana untuk menulis dan membaca data membuat pengguna akan lebih cepat untuk membangun aplikasinya (Saputro, 2014).

Banyak aplikasi yang dapat dibangun dengan serial logger modul, seperti:

1. Pengukuran aplikasi data logger; 2. Aplikasi jadwal doa;

3. Aplikasi bel sekolah;

4. Simpan parameter data dalam aplikasi robot atau lainnya.

Spesifikasi teknis modul serial logger:

a) 5VDC Power Supply;

b) Jenis memori MicroSD yang dapat dipasang pada Serlog modul; c) Maksimum ukuran memori 8GB;

e) Standar Baudrate 9600;

f) Tiga pin untuk mengontrol modul (Tx, Rx, Rst);

g) Pastikan untuk memformat kartu baik FAT16 atau FAT32.

Gambar 2.9. Bentuk fisik modul serial logger 2.3.18.Real Time Clock

Dalam pencatatan data perekaman memerlukan waktu interval agar data dapat teridentifikasi dengan baik. Waktu pencatatan lokal dapat menggunakan IC DS1307 (Sumiharto, 2010). DS1307 merupakan RTC buatan Dallas-Maxim Semiconductor®. Tanggal pada DS1307 menyediakan informasi detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun (Pracoyo, 2008). Secara fisik DS1307 seperti pada Gambar 2.10

Gambar 2.10. Bentuk fisik DS1307 beserta keterangan kaki-kakinya. DS1307 memiliki sistem nonvolatile (permanen) SRAM 56 bytes dimana alamat dan data dikirimkan secara serial dengan menggunakan sistem Inter Integrated Circuit (I2C) yang dikembangkan oleh Philips

Semikonduktor® (Susilo, 2010). I2C adalah komunikasi serial antar rangkaian terintegrasi. Komunikasi serial I2C selalu diawali dengan kondisi start dan diakhiri stop. Kondisi start adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari high ke low pada SDA ketika SCL pada kondisi high, sedangkan kondisi stop adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari low ke high pada SDA ketika SCL pada kondisi high. Pin SCL (serial clock) merupakan jalur yang digunakan untuk mensinkronisasi transfer data pada jalur I2C sedangkan pin SDA (serial data) jalur untuk data. X1 dan X2 jalur untuk kristal 32768kHz. Vbat terhubung dengan battery 3.3V. Pin SQW (square wave output) mengeluarkan sinyal salah satu dari 13 taps yang disediakan oleh 15 tingkat pembagi internal dari RTC. (Budiharto dan Rizal, 2007).

2.3.19.Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid Cristal Display (LCD) adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD terdiri dari dua bagian. Bagian pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf/angka dua baris, masing–masing baris bias menampung 16 huruf/angka. LCD adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan tersebut (Rizal, 2007). Di bawah ini merupakan Gambar 2.11. LCD 4x20 karakter.

Gambar 2.11. LCD karakter 4x20 Tabel 2.2. Pin pada LCD

Symbol Fungsi

VSS Ground VDD +5 volt

RS High/low register select signal R/W High/low write signal

EN High/low enable signal DB0 High/low data bus signal DB1 High/low data bus signal DB2 High/low data bus signal DB3 High/low data bus signal DB4 High/low data bus signal DB5 High/low data bus signal DB6 High/low data bus signal DB7 High/low data bus signal Led + +4,2 led for led

Led - Power suply for BKL 0 volt

Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode-kode ASCII dari informasi yang ditampilkan. Spesifikasi LCD M1632 sebagai berikut:

a. Tampilan 20 karakter 4 baris;

b. ROM pembangkit karakter 192 jenis;

c. RAM pembangkit karakter 8 jenis (diprogram pemakai);

d. RAM data tampilan 80 x 8 bit (8 karakter);

e. Duty ratio 1/16;

f. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit mikroprosesor;

g. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display clear), posisi kursor awal (crusor home), tampilan karakter kedip (display character blink), penggeseran kursor (crusor shift) dan penggeseran tampilan (display shift);

h. Rangkaian pembangkit detak dan rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan;

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus 2015. Perancangan dan pembuatan dilaksanakan di laboratorium Elektronika Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Lampung.

3.2Alat Dan Bahan

Alat yang digunakan untuk merealisasikan rangkaian pengukuran resitivitas dan suhu tanah sebagai berikut:

1. Personal computer untuk membuat dan mendownload program; 2. Bor listrik untuk melubangi PCB;

3. Solder listrik untuk melelehkan timah agar komponen elektronika melekat pada PCB;

4. Penyedot timah untuk membuang timah pada PCB yang tidak terpakai; 5. Multimeter digital untuk mengukur arus(A), resistansi(Ω), tegangan

AC dan DC dan mengecek komponen elektronika; 6. Gergaji untuk memotong PCB;

7. Kabel USB untuk mendownload program.

1. Papan printed circuit board (PCB) untuk menghubungkan komponen-komponen pada rangkaian agar arus mengalir seperti pada sebuah kabel;

2. Timah digunakan untuk merekatkan komponen pada PCB; 3. Resistor digunakan untuk penghambat arus;

4. IC 7805 digunakan untuk menurunkan tegangan menjadi 5V dan Atmega 328 sebagai pengontrol program keseluruhan;

5. Sensor DS 18B20 untuk mengukur suhu tanah; 6. Empat logam untuk mengetahui resitavitas tanah; 7. LCD digunakan untuk menapilkan karakter ; 8. Micro SD sebagai media penyimpanan data; 9. AKI sebagai sumber injeksi Arus

3.3. Rancangan Bangun Perangkat Keras

Gambar 3.1 Diagram rancangan keseluruhan pengukuran suhu dan resistivitas

Perancangan perangkat keras pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Dua pasang logam dimana satu pasang logam digunakan sebagai elektroda arus sedang sepasang logam untuk elektroda potensial,

2. Sumber Aki untuk catu daya menginjeksikan arus ke dalam tanah, 3. Sensor DS 18B20 untuk mendeteksi suhu tanah,

4. Real Time Clock (RTC) berfungsi sebagai pewaktuan, 5. Data logger digunakan untuk tempat micro SD 4 GB dan, 6. LCD untuk menampilkan karakter.

Komponen rangkaian tersebut dihubungkan pada Arduino Uno Atmega 328, dengan ketentuan rangkaian input adalah catu daya, dua pasang elektroda dan sensor suhu DS18B20 dan rangkaian output adalah rangkaian data logger dan LCD. Blok diagram perancangan sistem pengukuran suhu dan resistivitas tanah dapat dilihat pada Gambar 3.1

3.3.1.Dua Pasang Elektroda

Gambar 3.2. Dua pasang elektroda yang diinjeksi ke tanah

Dalam penelitian ini telah dibuat alat pengukur resistivitas tanah menggunakan metode geolistrik resistivitas sebagai prinsip dasar. Rangkaian dua pasang elektroda yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.2. Elektroda yang digunakan terbuat dari stainles steel, satu pasang elektroda digunakan sebagai elektroda arus sedang sepasang lain sebagai elektroda potensial. Panjang elektroda adalah 40cm dan jarak antara elektroda adalah 10cm ditanam dalam tanah hingga kedalaman 30cm. Pada Gambar 3.2 ketika saklar pada posisi on dari AKI maka sumber arus listrik akan mengalirkan arus, kemudian arus listrik akan mengalir melalui dua buah elektroda arus. Arus listrik yang dialirkan oleh logam elektroda arus ke dalam tanah akan menimbulkan beda potensial diantara dua buah elektroda arus. Beda potensial yang akan terjadi diantara dua buah elektroda arus akan terbaca oleh Arduino Uno sebesar V. Sehingga dengan memasukkan data yang diperoleh kedalam persamaan 2.70 dapat diketahui besarnya resistivitas tanah. Beda potensial dapat terukur dengan menghubungkan logam elektroda beda potensial satu pada pin A0 Arduino Uno dan logam elektroda beda potensial dua dihubungkan pada pin A1 Arduino Uno.

3.3.2. Rangkaian Sensor DB 18B20

Sensor DS 18B20 memiliki tiga pin. Pin pertama berupa ground, pin kedua merupakan data input/output (DQ), dan pin ketiga power supply voltage (vdd). Pin pertama dihubungkan pada pin ground Arduino Uno, pin kedua sensor dihubungkan dengan resistor dengan besar 4,7 KΩ kemudian dihubungkan pada pin ke-3 digital Arduino Uno serta pin ketiga sensor dihubungkan pin Arduino 5V. Rangkaian sensor DS 18B20 ditunjukkan pada Gambar 3.3.

3.3.3. Rangkaian RTC

Gambar 3.4. Rangkaian RTC

Rangkaian RTC menggunakan DS1307. Pin yang digunakan adalah pin SDA yang dihubungkan ke dalam pin A4 Arduino Uno dan SCL dihubungkan pada pin A5 Arduino Uno. Kondisi start ketika terjadi perubahan kondisi dari high ke low pada SDA dan SCL pada kondisi high, sedangkan kondisi stop ketika terjadi perubahan kondisi dari low ke high pada SDA dan SCL pada kondisi high. Pin ground RTC dihubungkan pada pin ground Arduino Uno dan Vcc RTC dihubungkan pada Vcc Arduino Uno 5 V.

3.3.4. Rangkaian Data logger

Gambar 3.5. Rangkaian data logger Tabel 3.1 Konfigurasi pin data logger dan Arduino Uno

No Pin Arduino Uno Pin Micro SD

1 5V 5V

2 ground ground

3 TX (D0) RX

4 RX(D1) TX

3.3.5. Rangkaian LCD

Gambar 3.6. Rangkaian LCD

Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan dua kali 20 karakter yaitu 20 karakter untuk baris atas dan 20 karakter untuk baris kedua sampai baris

keempat. LCD memiliki 14 pin yang berfungsi untuk menghubungkan LCD dengan rangkaian yang lain, sehingga LCD dapat berfungsi seperti keinginan pada sistem.

Pada modul LCD sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Rangkaian ini terhubung ke pada pin Arduino Uno, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komperator analog dan Timer Osilator. Tampilan karakter pada LCD diatur oleh Pin Enable (E), pin Register Select (RS) dan Read Write (RW). Pin RW dan Vss dihubungkan ke ground karena LCD hanya melakukan operasi write, dan data bus yang digunakan hanya 4 yaitu D4 - D7. Pin VDD dan Vee terhubung pada Vcc Arduino Uno. Pada penelitian ini LCD berfungsi sebagai penampil data uji sensor dan pembacaan kerja sistem pengkuran suhu dan resistivitas tanah.

3.3.6. Perancangan Alat Keseluruhan

Rangkaian ini merupakan rancangan skematik rangkaian keseluruhan. Rangkaian dapat dilihat pada gambar

Gambar 3.7. Rangkaian keseluruhan pengukuran suhu dan resistivitas tanah

3.4. Rancang Bangun Perangkat Lunak

Perangkat lunak berkaitan dengan kinerja perangkat keras. Perangkat lunak (software) digunakan untuk menjalankan perangkat keras. Dalam penelitian ini software yang digunakan adalah Bascom-AVR dan Emdebe Loader V2.0-For Arduino yang bermanfaat untuk menuliskan kode untuk mengontrol Arduino Uno dan mengirimkan hasil kompilasi ke Arduino Uno. Diagram alir perangkat lunak dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Diagram alir perancangan perangkat lunak 3.4.1. Inisialisasi Port dan Variabel

Input Arduino Uno sebagai berikut

a. Sensor DS 18B20 memiliki pin sebanyak 3 pin. Adapun pin ground sensor dihubungkann pada pin ground Arduino Uno, pin vcc Sensor dihubungkan pada Vcc 5V Arduino Uno dan pin data dihubungkan pada pin ke-3 digital Arduino Uno.

b. Dua pasang elektroda dengan ketentuan sepasang elektroda arus dihubungkan pada sumber AKI dan sepasang elektroda potensial dihubungkan pada Arduino Uno. Sepasang elektroda arus mendapatkan power supplly dari AKI kering.

c. Rangkaian RTC memiliki 5 pin yaitu pin DS, SCL, SDA, Vcc dan ground. Pin DS RTC dihubungkan pada pin 2 digital Arduino Uno, pin SCL RTC dihubungkan pada pin A5 Arduino Uno, pin SDA RTC dihubungkan pada pin A4 Arduino Uno, pin Vcc RTC dihubungkan pada pin 5V Arduino Uno dan pin ground RTC dihubungkan Pada pin ground Arduino Uno.

Rangkaian Output Arduino Uno sebagai berikut

a. Rangkaiaan data logger memiliki 6 pin berupa MISO, SCK, SS, MOSI, ground dan Vcc. Pin MISO dihubungkan pada pin 12 digital Arduino Uno, pin SCK dihubungkan pada pin 13 digital Arduino Uno, pin SS dihubungkan pada pin 4 digital Arduino Uno, pin MOSI dihubungkan pada pin 11 digital Arduino Uno, pin ground dihubungkan pada pin ground Arduino Uno dan pin Vcc dihubungkan pada pin 5V Arduino Uno.

b. Rangkaian LCD memiliki 16 pin dengan pin 4 LCD dihubungkan pada pin 7 digital Arduino Uno, pin 1 LCD disambungkan dengan pin 5 LCD dan pin 15 LCD kemudian dihubungkan pada ground Arduino Uno. Pin 6 LCD dihubungkan pada pin 6 digital Arduino Uno, pin 11 LCD dihubungkan pada pin 5 digital Arduino Uno, pin 12 LCD dihubungkan pada pin 4 digital Arduino Uno, pin 13 LCD dihubungkan pada pin 3 digital Arduino Uno, pin 14 LCD dihubungkan pada pin 2 digital Arduino Uno dan pin 15 LCD dihubungkan pada pin 2 LCD dan dihubungkan pada Vcc Arduino Uno.

3.4.2. Input Parameter Delay

Delay berfungsi untuk menunda sistem untuk tidak melakukan suatu pekerjaan. Delay parameter sistem pengukuran suhu dan perhitungan resistivitas penelitian ini menggunakan waktu tunda pengukuran sebesar 2 menit, sehingga selang waktu 2 menit sensor suhu dan sepasang elektroda akan memberikan nilai input.

3.4.3. Subrutin Pewaktuan

Subrutin pewaktuan yang dicantumkan pada software sebesar 2 menit berupa nilai suhu diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial yang diperoleh dari sepasang elektroda, dan nilai resistivitas yang diperoleh dari perhitungan dari rumus 2.70 .

3.4.4. Input DS18B20 dan sepasang elektroda potensial

Input sistem pengukuran penelitian ini berupa suhu yang diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial dari sepasang elektroda dan resistivitas dari perhitungan 2.72 yang dimasukan pada software Arduino Uno.

3.4.5. Subrutin Tampilan Pada LCD

Tatanan pada tapilan LCD berupa nilai suhu, nilai beda potensial, nilai resistivitas, keterangan tanggal dan keterangan pewaktuan.

3.5. Metode Pengujian Data

Tabel data nilai pengujian sistem pengukuran; suhu tanah dan resistivitas tanah sebagai berikut

Tabel 3.2. Data Pengujian Alat

No (V) Test ADC I ( A) (Ωm)

3.6. Analisis Pengujian Sistem Pengukuran Suhu dan Perhitungan Resitivitas tanah

Pada pengujian sistem yang dibuat, ada beberapa hal yang akan dilakukan dalam pengambilan data, diantaranya:

1. Dari tabel pengujian sistem, untuk uji coba pengukuran resistivitas tanah dan suhu dengan menanamkan logam dan sensor di dalam tanah sedalam 30cm.

2. Arduino Uno akan mengendalikan sensor dan data akan diperolah berupa data suhu dan beda potensial, kemudian data akan disimpan di data logger.

3. Pengambilan data dilakukan setiap 2 menit sekali dengan dikontrol oleh RTC sebagai pewaktuan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil perancangan, pembuatan, pengujian dan analisis sistem pengukuran dan perhitungan resistivitas tanah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Rata-rata nilai suhu pasir adalah 28,70C, suhu tanah kebun 27,30C dan suhu tanah di halaman jurusan fisika 26,20C menunjukkan kandungan air di tanah halaman jurusan fisika lebih besar daripada di tanah kebun dan pasir pada jarak tanam logam 10cm.

2. Konduktivitas tanah pasir 0,29 V memiliki resistivitas besar 2422,748 Ωm dari pada tanah kebun 22,817 Ωm dan tanah di jurusan fisika MIPA Universitas Lampung 16,303 Ωm.

3. Arus injeksi ke tanah yang tercatat oleh multimeter digital memiliki nilai arus di pasir 0,00011 A, arus di tanah kebun 0,0081 A dan tanah di jurusan fisika 0,0116 A, arus yang terinjeksi di tanah halaman jurusan fisika memiliki kepadatan tanah yang lebih padat dari tanah kebun dan pasir sehingga arusnya lebih besar.

5.2. Saran

Adapun saran untuk sistem ini yaitu penambahan pengukuran sistem suhu Ph, sensor kelembaban dan sensor arus. Ph tanah dan kelembaban tanah merupakan salah satu indikator kesuburan tanah. Sensor arus digunakan untuk pembacaan arus secara digital oleh Arduino Uno, ketika arus dibaca secara digital maka perhitungan resistivitas tanah dihitung secara digital oleh Arduino Uno.

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, M dan Finn, E. J. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas Jilid 2. Erlangga. Jakarta

Anonymous, 1995. Modul Praktikum Pengukuran Geofisika untuk Eksplorasi Air Tanah dan Geoteknik. ITB. Bandung

Budiharto dan Rizal. 2007. 12 Proyek Mikrokontroler. Elex Media Komputindo. Jakarta

Buckman, Harry O dan Brady, Nyle. 1982. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara. Jakarta

Effendi, Rustan 2007. Medan Elektronika Terapan. Erlangga. Jakarta

Hakim, Nurhajati. 1986. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung

Halliday, D dan Resnick, R. 1978. Fisika Edisi ke-3 Jilid 2. Erlangga. Jakarta Hanafiah, Kemas. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT RajaGrafindo

Persada.Jakarta

Haryono dan Surmayono. 2006. Project Work Pembuatan Alat Perekam Panggilan Keluar. ITS. Surabaya

Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino. Andi Offset. Yogyakarta

Lawrie, William. 2007. Fundamentals Of Geophysics. Cambridge University Press.New York

Milsom, John. 2003. field Geophisics, The Geological Field Guide Series. England : Sussex PO19 8SQ

Muallifah, Faqih. 2009. Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivitas Tanah. Jurnal Neutrino.Vol.1, No.2

Pasaribu, Linda. 2011. Studi Analisis Pengaruh Jenis Tanah, Kelembaban, Temperatur dan Kadar Garam Terhadap Tahanan Pertahanan Tanah. (Tesis). Universitas Indonesia. Depok

Putranto, Adi B. 2009. Aplikasi Sensor SHT11 Pada Pengukuran Suhu Tanah. Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG. Jurnal Pengumpulan dan Penyebaran Jaringan Observasi Geofisika. Vol.10, No1

Rizal,Gamayel.2007. Pengertian Elektronik Digital Liquid Crystal Display. ITB.Bandung

Saputro, Sandi. 2014. Modul Serial Logger. http://mikrodb.com/modul-serlog.pdf Diakses 01 Desember 2014 Pukul 10.00 WIB

Soemarto,A.s.1994. Dasar- dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta

Sumiharto, R. 2010. Logger Suhu dan Kelembaban Udara Menggunakan Multi Media Card (MMC) Sebagai Media Penyimpanan. J Nasional Oktober 2010

Sunawar, Aris. 2008. Analisis Hambatan Jenis Tanah yang Dipengaruhi Lingkungan pada Tanah Berpasir dan Berbatu. (Tesis). Universitas Indonesia. Depok.

Surtono, A dan Sriwahyu Suciati. 2007. Karakteristik Sensor Kadar Air Tanah Menggunakan Elektroda Pelat Tembaga Papan PCB. Jurnal Sains dan Teknologi Lampung. Vol. 2, No.1

Wahyudianto, Dariska K, dkk. 2013. Rancang Bangun Alat Ukur Resitivitas Tanah Sebagai Alat Bantu Mengetahui Indikator Kualitas Tanah Untuk Tanaman Padi. Jurnal Elektronika Negeri Surabaya. Vol.1, No 1

Whardana, I Wayan I. 2008. Perancangan Alat Ukur Kadar Air Tanah Pada Lapisan Top Soil Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Cara Wenner Berbasis Komputer. (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung William, H. Hayt dan John, A. Buck. 2006. Elektromagnetika Edisi Ke 7.

3.4.2. Input Parameter Delay

Delay berfungsi untuk menunda sistem untuk tidak melakukan suatu pekerjaan. Delay parameter sistem pengukuran suhu dan perhitungan resistivitas penelitian ini menggunakan waktu tunda pengukuran sebesar 2 menit, sehingga selang waktu 2 menit sensor suhu dan sepasang elektroda akan memberikan nilai input.

3.4.3. Subrutin Pewaktuan

Subrutin pewaktuan yang dicantumkan pada software sebesar 2 menit berupa nilai suhu diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial yang diperoleh dari sepasang elektroda, dan nilai resistivitas yang diperoleh dari perhitungan dari rumus 2.70 .

3.4.4. Input DS18B20 dan sepasang elektroda potensial

Input sistem pengukuran penelitian ini berupa suhu yang diperoleh dari pengukuran sensor DS 18B20, beda potensial dari sepasang elektroda dan resistivitas dari perhitungan 2.72 yang dimasukan pada software Arduino Uno.

3.4.5. Subrutin Tampilan Pada LCD

Tatanan pada tapilan LCD berupa nilai suhu, nilai beda potensial, nilai resistivitas, keterangan tanggal dan keterangan pewaktuan.

48

3.5. Metode Pengujian Data

Tabel data nilai pengujian sistem pengukuran; suhu tanah dan resistivitas tanah sebagai berikut

Tabel 3.2. Data Pengujian Alat

No (V) Test ADC I ( A) (Ωm)

3.6. Analisis Pengujian Sistem Pengukuran Suhu dan Perhitungan Resitivitas tanah

Pada pengujian sistem yang dibuat, ada beberapa hal yang akan dilakukan dalam pengambilan data, diantaranya:

1. Dari tabel pengujian sistem, untuk uji coba pengukuran resistivitas tanah dan suhu dengan menanamkan logam dan sensor di dalam tanah sedalam 30cm.

2. Arduino Uno akan mengendalikan sensor dan data akan diperolah berupa data suhu dan beda potensial, kemudian data akan disimpan di data logger.

3. Pengambilan data dilakukan setiap 2 menit sekali dengan dikontrol oleh RTC sebagai pewaktuan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil perancangan, pembuatan, pengujian dan analisis sistem pengukuran dan perhitungan resistivitas tanah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Rata-rata nilai suhu pasir adalah 28,70C, suhu tanah kebun 27,30C dan suhu tanah di halaman jurusan fisika 26,20C menunjukkan kandungan air di tanah halaman jurusan fisika lebih besar daripada di tanah kebun dan pasir pada jarak tanam logam 10cm.

2. Konduktivitas tanah pasir 0,29 V memiliki resistivitas besar 2422,748 Ωm dari pada tanah kebun 22,817 Ωm dan tanah di jurusan fisika MIPA Universitas Lampung 16,303 Ωm.

3. Arus injeksi ke tanah yang tercatat oleh multimeter digital memiliki nilai arus di pasir 0,00011 A, arus di tanah kebun 0,0081 A dan tanah di jurusan fisika 0,0116 A, arus yang terinjeksi di tanah halaman jurusan fisika memiliki kepadatan tanah yang lebih padat dari tanah kebun dan pasir sehingga arusnya lebih besar.

73

5.2. Saran

Adapun saran untuk sistem ini yaitu penambahan pengukuran sistem suhu Ph, sensor kelembaban dan sensor arus. Ph tanah dan kelembaban tanah merupakan salah satu indikator kesuburan tanah. Sensor arus digunakan untuk pembacaan arus secara digital oleh Arduino Uno, ketika arus dibaca secara digital maka perhitungan resistivitas tanah dihitung secara digital oleh Arduino Uno.

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, M dan Finn, E. J. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas Jilid 2. Erlangga. Jakarta

Anonymous, 1995. Modul Praktikum Pengukuran Geofisika untuk Eksplorasi Air Tanah dan Geoteknik. ITB. Bandung

Budiharto dan Rizal. 2007. 12 Proyek Mikrokontroler. Elex Media Komputindo. Jakarta

Buckman, Harry O dan Brady, Nyle. 1982. Ilmu Tanah. PT Bhratara Karya Aksara. Jakarta

Effendi, Rustan 2007. Medan Elektronika Terapan. Erlangga. Jakarta

Hakim, Nurhajati. 1986. Dasar Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung

Halliday, D dan Resnick, R. 1978. Fisika Edisi ke-3 Jilid 2. Erlangga. Jakarta Hanafiah, Kemas. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT RajaGrafindo

Persada.Jakarta

Haryono dan Surmayono. 2006. Project Work Pembuatan Alat Perekam Panggilan Keluar. ITS. Surabaya

Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemogramannya menggunakan Arduino. Andi Offset. Yogyakarta

Lawrie, William. 2007. Fundamentals Of Geophysics. Cambridge University Press.New York

Milsom, John. 2003. field Geophisics, The Geological Field Guide Series. England : Sussex PO19 8SQ

Muallifah, Faqih. 2009. Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivitas Tanah. Jurnal Neutrino.Vol.1, No.2

Pasaribu, Linda. 2011. Studi Analisis Pengaruh Jenis Tanah, Kelembaban, Temperatur dan Kadar Garam Terhadap Tahanan Pertahanan Tanah. (Tesis). Universitas Indonesia. Depok

Pracoyo, A. 2008. Mengakses Serial Real Time Clock (RTC) Dallas Tipe DS1307 dengan BASCOM Kompiler. J Eltek 6(1): 1-8

Putranto, Adi B. 2009. Aplikasi Sensor SHT11 Pada Pengukuran Suhu Tanah. Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG. Jurnal Pengumpulan dan Penyebaran Jaringan Observasi Geofisika. Vol.10, No1

Rizal,Gamayel.2007. Pengertian Elektronik Digital Liquid Crystal Display. ITB.Bandung

Saputro, Sandi. 2014. Modul Serial Logger. http://mikrodb.com/modul-serlog.pdf Diakses 01 Desember 2014 Pukul 10.00 WIB

Soemarto,A.s.1994. Dasar- dasar Ilmu Tanah. Erlangga. Jakarta

Sumiharto, R. 2010. Logger Suhu dan Kelembaban Udara Menggunakan Multi Media Card (MMC) Sebagai Media Penyimpanan. J Nasional Oktober 2010

Sunawar, Aris. 2008. Analisis Hambatan Jenis Tanah yang Dipengaruhi Lingkungan pada Tanah Berpasir dan Berbatu. (Tesis). Universitas Indonesia. Depok.

Surtono, A dan Sriwahyu Suciati. 2007. Karakteristik Sensor Kadar Air Tanah Menggunakan Elektroda Pelat Tembaga Papan PCB. Jurnal Sains dan Teknologi Lampung. Vol. 2, No.1

Wahyudianto, Dariska K, dkk. 2013. Rancang Bangun Alat Ukur Resitivitas Tanah Sebagai Alat Bantu Mengetahui Indikator Kualitas Tanah Untuk Tanaman Padi. Jurnal Elektronika Negeri Surabaya. Vol.1, No 1

Whardana, I Wayan I. 2008. Perancangan Alat Ukur Kadar Air Tanah Pada Lapisan Top Soil Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Cara Wenner Berbasis Komputer. (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung William, H. Hayt dan John, A. Buck. 2006. Elektromagnetika Edisi Ke 7.