28 memperoleh hasil pengukuran penetrasi serta kedalaman tanah. Pemecahan masalah ini yang akan
diterapkan dalam mendesain penetrometer digital. Konsep dan analisa desain dan pembutan gambar kerja dilakukan untuk menentukan bahan, ukuran,
serta mekanisme bagian-bagian alat yang akan dirancang. analisa perancangan yang dilakukan terdiri dari: 1 perhitungan desain rangkaian elektronik 2 perhitungan desain rangkaian mekanik. Pada tahap ini
dijelaskan pada bab analisis desain penetrometer. Setelah semua di analisis maka tahapan selanjutnya adalah pembuatan mesin dengan dimensi yang sebenarnya sehingga alat penetrometer tanah dapat
dipergunakan langsung untuk pengukuran penetrasi tanah. Metode pengujian yang dipergunakan adalah metode uji fungsional dari masing-masing elemen
mesin yang telah digabungkan. Komponen alat penetrometer tanah tersebut akan diuji apakah berfungsi dengan baik atau tidak. Salah satu uji dari penetrometer tanah yaitu dengan mengadakan uji kaliberasi
seluruh alat. Apabila tidak berfungsi secara baik maka akan dilakukan analisis rancangan kembali. Setelah tahap uji fungsional dengan baik, tahap selanjutnya adalah uji kinerja dari rancangan. Dari
tahap ini uji kinerja dari prototipe penetrometer digital yaitu tingkat ketepatan dan ketelitian alat.pada tahap ini akan dibahas lebih lanjut pada bab hasil dan pembahasan.
D. TAHAPAN PENGUJIAN
Untuk tahapan pengujian dari penelitan terbagi menjadi dua tahapan yaitu tahapan kalibrasi alat dan tahapan pengolahan data.
D.1. Kalibrasi
Tahap pengujian diawali dengan melakukan kalibrasi penetrometer. Bagian-bagian penetrometer yang akan dikalibrasi antara lain kalibrasi sensor penguat strain gage, kalibrasi sensor suhu, dan kalibrasi
sensor ultrasonik ranger sensor kedalaman. Penguat strain gage dikalibrasi dengan pemberian beban yang teratur. Pada setiap penambahan
beban tegangan yang keluar dari AVO meter akan terbaca secara teratur pula. Keluaran tegangan akibat dari pembebanan akan tercatat dan akan diolah lebih lanjut.
Kalibarasi suhu IC LM35 dilakukan dengan membandingkan keluaran suhu di LCD dengan alat pengukur suhu yang sudah terkalibrasi akurat. Untuk kalibrasi sensor kedalaman yaitu dengan
menentukan keluaran jarak yang ada di LCD dengan membandingkan secara langsung alat pengaris yang memiliki ketelitian sampai satuan milimeter.
Kemampuan alat pengukur penetrometer ditentukan dengan beberapa parameter yang ditentukan oleh Holman 1985 sebagai berikut:
a. Kepekaan alat, adalah perubahan penunjukan nilai input perperubahan nilai output.
b. Keteliatan alat, adalah besarnya penyimpangan yang dilakukan oleh instrumen untuk Masukkan yang
telah diketahui. c.
Ketepatan alat, adalah kemampuan alat untuk menunjukan kembali angka tertentu untuk ketelitian yang telah diketahui.
d. Kemapubacaan adalah selang nilai parameter yang dapat diukur oleh instrumen.
29
1 2
1 1
2 1
X X
X X
Y Y
Y Y
Untuk memperoleh kemampuan alat penetrometer tanah. Pengujian penetrometer dilakukan pada penguat operasional, sensor gaya, sensor suhu, dan cincin tranduser.
D.2. Pengolahan Data Kalibrasi
Pengolahan data kalibrasi sensor strain gage, sensor suhu, sensor kedalaman dan hubungan antara sensor suhu dengan sensor kedalaman yaitu dengan menggunakan metode persamaan regresi. Dalam
bentuk yang paling sederhana yaitu satu peubah bebas X dengan satu peubah tak bebas Y mempunyai persamaan :
Y=a+bx 12
Disini a disebut intersep dan b koefisien arah. Dalam pengertian fungsi persamaan garis Y = a +bx hanya ada satu yang dapat dibentuk dari dua buah titik denagn koordinat yang berbeda yaitu X
1
, Y
1
. Hal ini berarti kita bisa membuat banyak sekali persamaan garis dalam bentuk lain melalui dua buat titik yang
berbeda koordinatnyatidak berimpit. Persamaan garis melalui dua buah titik dirumuskan sebagai berikut :
13
Hubungan antara nilai massa dengan tegangan yang keluar akan menjadi acuan dasar dari persamaan untuk pemrograman di mikrokontroler.
Data yang terolah dengan persamaan regresi kemudian menentukan nilai R maka data tersebut layak untuk dijadikan acuan. Selain itu, hubungan antara suhu dengan sensor kedalaman akan dibandingkan
karena berdasarkan teori tentang kecepatan suara, keceptan suara pada udara dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain. Yang cukup diperhitungkan adalah perubahan suhu dari udara karena sensor kedalaman
akan ditempatkan di ruangan terbuka yang terkena panas matahari langsung. 1. Pengolahan data kalibrasi gaya.
Pengkalibrasian cincin tranduser dilakukan dengan memberikan taraf beban mati, yaitu pada beban mati 3 kg, 6 kg, 9 kg, 12 kg, 15 kg, 18 kg, 21 kg, 24 kg, 27 kg, dan 30 kg. Dengan memberikan beban mati
tersebut cincin tranduser akan memperoleh nilai tegangan yang kemudian akan dibentuk suatu persamaan regresi dan korelasi data data dengan menggunakan MS Exel. Persamaan regresi tersebut akan menjadikan
acuan pada pembentukan program yang akan diolah oleh mikrokontroler menjadi nilai penetrasi tanah. 2. Pengolahan data kalibrasi sensor ultrasoanik ranger
Pengukuran kalibrasi sensor kedalaman dengan menggunakan sensor ultrasonik ranger sangat sederhana yaitu dengan mengukur jarak sensor dengan menggunakan penggaris. Taraf jarak yang
30 digunakan yaitu: 60 cm, 55 cm, 50 cm, 45 cm, 40 cm, 35 cm, 30 cm, 25 cm, 20 cm, 15 cm, 10 cm dan 5
cm. Keluaran dari data kalibrasi keluaran jarak dengan satuan centimeter. Pengukuran sensor jarak dilakukan pada waktu yang berbeda-beda untuk mendapatkan pengaruh suhu dengan dengan kecepatan
rambat dari sensor ultrasonik ranger. 3. Pengolahan data kalibrasi sensor suhu IC LM35
Pengukuran sensor suhu dengan menggunakan IC LM35 yang persamaan kalibrasinya sudah ada di internet. Pengkalibrasian suhu yaitu dengan membandingkan alat suhu yang sudah ada dengan sensor suhu
pengkalibrasian dengan menggunakan taraf suhu yaitu: 29
o
C, 30
o
C, 31
o
C, 32
o
C, 33
o
C, 34
o
C dan 35
o
C. Pengukuaran yang dihasilkan nilai keluaran ADC dan suhu pada layar digital.
31
IV. ANALISIS PERANCANGAN
